JP3725508B2 - Parameter estimation device and data collation device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力パターンから特定のパラメタを抽出するパラメタ推定装置及びこれを用いたデータ照合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
入力パターンから特定のパラメタを抽出する処理は、パターン情報処理において非常に一般的な処理である。例えば、人物顔画像から目や鼻の位置を取り出す処理や、車両画像からナンバープレートの位置を抽出する処理がパラメタを抽出する処理にあたる。
【0003】
従来、このような処理に対して最もポピュラーな方法は、以下に要約されるような照合フィルター法と言われるもので、非常に多くの使用例が提案されている。顔の特徴抽出方法を例に、図26を用いて説明する。
【0004】
図26の動作フローに示すように、まず目や鼻の部分のテンプレートをテンプレートデータベース1601に用意しておく。テンプレートデータベース1601には、図27に示すように目のテンプレート1701が複数格納されている。
【0005】
まず、カメラから入力画像が与えられると(S81)、テンプレートデータベース1601から1つのテンプレート画像1701を得る(S82)。次に、図28に示すように、入力画像2001を探索窓2002で探索し、探索窓2002内画像とテンプレート1701との類似度を求める(S83)。類似度の算出には、探索窓2002内の画像とテンプレート1701との正規化相関などを用いることが多い。
【0006】
そして、この処理を入力画像2001全体について行ったか判断し(S84)、入力画像2001全体について行うまで、入力画像2001を探索窓2002でスキャンし(S85)、S83の処理を行う。
【0007】
次に、テンプレートデータベース1601に含まれる全てのテンプレート1701について、上述した探索を行ったか判断し(S86)、全てのテンプレート1701について処理を行っていない場合は、処理対象のテンプレート1701を変更し(S87)、S83の処理に移行し、全てのテンプレートに対してS83〜S85の処理をする。
【0008】
次に、S83〜S87の処理によって求めた探索窓2002内画像とテンプレート1701との類似度をもとに、入力画像2001から最もテンプレート1701に類似した局所エリア(探索窓2002領域)位置を見出し、その局所エリアに対応する位置を出力する(S88)。
【0009】
このような方法に基づく方法として、例えば、非特許文献1に記載されたものがある。
【0010】
【非特許文献1】
R. Brunelli, T. Poggio,“Face Recognition: Features versus Template”,IEEE Trans. Patt. Anal. Machine Intell., vol. PAMI−8, pp.34−43, 1993
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来方法における課題は、コンピュータの処理コストである。探索対象とする入力画像のサイズをS、テンプレートサイズをTとし、正規化相関を類似度基準とする場合、時間計算量は乗算を単位演算とすると2×T×S回の演算回数を必要とする。例えば、典型的な顔画像の特徴点の座標抽出において、T=50×20=1000(pel)、S=150×150=22500(pel)の場合を考えてみても、乗算だけで2×1000×22500=45×100万回=4500万回となる。これは、コンピュータの演算速度が向上したといえ、莫大な演算コストを要するものとなる。
【0012】
また、処理に用いるテンプレートは、全学習データの平均等の典型的データを用いるものが多く、環境よって照合がうまくいかない場合が多い。このため入力パターンに応じてテンプレートを複数用意して、複数のテンプレートによる類似度計算を行う手法がある。しかしながら、この手法は、テンプレートの数に応じて処理数が増大するため、コンピュータの処理コストからみても負荷が大きいものになってしまう。
【0013】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、少ない処理コストで入力データの特徴点の座標を正確に求めることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、サンプルのデータとこのデータ内における特徴点の座標との相関を予め学習しておき、この学習により求めた相関を用いて、入力されたデータの特徴点の座標がどこであるかを推定するようにしたものである。
【0015】
同じ種類のデータと、このデータ内における特徴点の座標とは、一定の相関があるので、上述したように求めた相関を用いることにより、データの特徴点の座標がどこであるかを少ない処理コストで、かつ正確に求めることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の態様にかかるパラメタ推定装置は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力するパラメタ入力部と、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出し、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出し、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を算出し、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するパラメタ推定部とを含む。
【0017】
これにより、行列演算だけだけで固有なパラメタの計算で構成され、少ない処理コストで特徴点の座標を正確に求めることができるという作用を有する。
【0018】
本発明の第2の態様は、第1の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記学習部が、前記第1の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである第1の教示ベクトルを算出する第1の教示ベクトル計算部と、第1の特徴点の座標を順に並べたベクトルパターンである第2の教示ベクトルを算出する第2の教示ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトルを平均した第1の平均ベクトルを算出し、複数の前記第2の教示ベクトルを平均した第2の平均ベクトルを算出する平均ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル及び第1の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルの自己相関情報である第1の共分散行列の擬似逆行列を算出する自己相関情報計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル、前記第1の平均ベクトル、複数の前記第2の教示ベクトル及び前記第2の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルと前記第2の教示ベクトルの相互相関情報である第2の共分散行列を算出する相互相関情報計算部と、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列を入力し、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列から特徴抽出行列を算出する特徴抽出行列計算部とを含む。
【0019】
これにより、特徴点の座標を求めるための特徴抽出行列が、行列演算により算出できるため、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0020】
本発明の第3の態様は、第1の態様または第2の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記パラメタ推定部が、前記第2の電子データを入力し、前記第2の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである入力ベクトルを算出するベクトル計算部と、前記入力ベクトル、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列から前記第2の特徴点の座標を含む期待値ベクトルを算出するパラメタ計算部と、前記期待値ベクトルから前記第2の特徴点の座標を算出するテンプレートマッチング部とを具備した構成を採る。
【0021】
これにより、複数のテンプレートを用いることなく、行列演算により特徴点の座標を算出することできるという作用を有する。
【0022】
本発明の第4の態様にかかるパラメタ推定装置は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標周辺の画像を入力するパラメタ入力部と、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出し、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出し、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するパラメタ推定部とを含む。
【0023】
これにより、1枚のテンプレートから特徴点の座標を求めるため、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0024】
本発明の第5の態様は、第4の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記学習部が、前記第1の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである第1の教示ベクトルを算出する第1の教示ベクトル計算部と、第1の特徴点の座標周辺の画像を順に並べたベクトルパターンである第2の教示ベクトルを算出する第2の教示ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトルを平均した第1の平均ベクトルを算出し、複数の前記第2の教示ベクトルを平均した第2の平均ベクトルを算出する平均ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル及び第1の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルの自己相関情報である第1の共分散行列の擬似逆行列を算出する自己相関情報計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル、前記第1の平均ベクトル、複数の前記第2の教示ベクトル及び前記第2の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルと前記第2の教示ベクトルの相互相関情報である第2の共分散行列を算出する相互相関情報計算部と、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列を入力し、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列から特徴抽出行列を算出する特徴抽出行列計算部と、を含む。
【0025】
これにより、テンプレートを作成するための演算が、行列演算のみで構成でき、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0026】
本発明の第6の態様は、第4の態様または第5の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記パラメタ推定部が、前記第2の電子データを入力し、前記第2の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである入力ベクトルを算出するベクトル計算部と、前記入力ベクトル、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列から第2の特徴点の座標周辺の画像を含む期待値ベクトルを算出するパラメタ計算部と、前記期待値ベクトルから前記第2の特徴点の座標周辺の画像を算出し、前記第2の特徴点の座標周辺の画像と一致する前記第2の電子データの画像領域である照合領域を検索し、前記照合領域から前記第2の特徴点の座標を算出するテンプレートマッチング部とを含む。
【0027】
これにより、照合の対象となる画像からテンプレートを作成するため、1枚のテンプレートで照合ができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0028】
本発明の第7の態様にかかるパラメタ推定装置は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像を入力するパラメタ入力部と、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出し、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標と複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像との結合ベクトルから相互相関情報を算出し、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出し、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記結合ベクトルから算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するパラメタ推定部と、を含む。
【0029】
これにより、特徴点の座標とテンプレートを同時に求めることができるという作用を有する。
【0030】
本発明の第8の態様は、第7の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記学習部が、前記第1の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである第1の教示ベクトルを算出する第1の教示ベクトル計算部と、結合ベクトルを順に並べたベクトルパターンである第2の教示ベクトルを算出する第2の教示ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトルを平均した第1の平均ベクトルを算出し、複数の前記第2の教示ベクトルを平均した第2の平均ベクトルを算出する平均ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル及び第1の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルの自己相関情報である第1の共分散行列の擬似逆行列を算出する自己相関情報計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル、前記第1の平均ベクトル、複数の前記第2の教示ベクトル及び前記第2の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルと前記第2の教示ベクトルの相互相関情報である第2の共分散行列を算出する相互相関情報計算部と、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列から特徴抽出行列を算出する特徴抽出行列計算部とを含む。
【0031】
これにより、特徴点の座標とテンプレートを行列演算のみで求めることができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0032】
本発明の第9の態様は、第7の態様または第8の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記パラメタ推定部が、前記第2の電子データを入力し、前記第2の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである入力ベクトルを算出するベクトル計算部と、前記入力ベクトル、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列から第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を含む期待値ベクトルを算出するパラメタ計算部と、前記期待値ベクトルから第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を推定し、推定された前記第2の特徴点の座標周辺を推定された前記第2の特徴点の座標周辺の画像と一致する前記第2の電子データの画像領域である照合領域を検索し、前記照合領域から前記第2の特徴点の座標を算出するテンプレートマッチング部とを含む。
【0033】
これにより、推定した特徴点の座標の周辺を照合の対象画像から作成したテンプレートで検索するため、検索の処理コストが削減できるという作用を有する。
【0034】
本発明の第10にかかるパラメタ推定装置は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力するパラメタ入力部と、前記第1の電子データと前記第1の特徴点の座標との合成情報の集合を複数の分布に分け、前記分布毎に、複数の前記第1の電子データから自己相関情報及び複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を前記分布毎に算出し、前記分布毎に求めた複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、前記分布毎に求めた複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記分布毎に求めた前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記分布毎に求めた前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を前記分布毎に推定するパラメタ推定部とを含む。
【0035】
これにより、第1の電子データの特性が分散している場合でも、第2の電子データの特徴点の座標を求めることができるという作用を有する。
【0036】
本発明の第11の態様は、第10の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記学習部が、前記第1の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである第1の教示ベクトルを算出する第1の教示ベクトル計算部と、第1の特徴点の座標を順に並べたベクトルパターンである第2の教示ベクトルを算出する第2の教示ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル及び複数の前記第2の教示ベクトルから複数の合成ベクトルを作成し、前記合成ベクトルの集合の確率分布により、前記第1の教示ベクトル及び第2の教示ベクトルを複数の分布に分ける分布要素計算部と、前記分布毎に複数の前記第1の教示ベクトルを平均した第1の平均ベクトルを算出し、前記分布毎に複数の前記第2の教示ベクトルを平均した第2の平均ベクトルを算出する平均ベクトル計算部と、前記分布毎に、複数の前記第1の教示ベクトル及び第1の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルの自己相関情報である第1の共分散行列の擬似逆行列を前記分布毎に算出する自己相関情報計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル、前記第1の平均ベクトル、複数の前記第2の教示ベクトル及び前記第2の平均ベクトルを前記分布毎に入力し、前記第1の教示ベクトルと前記第2の教示ベクトルの相互相関情報である第2の共分散行列を前記分布毎に算出する相互相関情報計算部と、前記分布毎に、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列を入力し、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列から特徴抽出行列を前記分布毎に算出する特徴抽出行列計算部と、を含む。
【0037】
これにより、分散している第1の電子データの特性に適した特徴抽出行列を求めることができるという作用を有する。
【0038】
本発明の第12の態様は、第10の態様または第11の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記パラメタ推定部が、前記第2の電子データを入力し、前記第2の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである入力ベクトルを算出するベクトル計算部と、前記入力ベクトル、分布毎に分類した第1の平均ベクトル、分布毎に分類した第2の平均ベクトル及び分布毎に分類した特徴抽出行列から前記第2の特徴点の座標を含む期待値ベクトルを算出するパラメタ計算部と、前記期待値ベクトルから前記第2の特徴点の座標を算出するテンプレートマッチング部とを含む。
【0039】
これにより、第2の電子データの特性が分散していても、分散した特性に適した特徴抽出行列を用いるため、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0040】
本発明の第13の態様にかかるパラメタ推定装置は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標周辺の画像を入力するパラメタ入力部と、前記第1の電子データと第1の特徴点の座標周辺の画像との合成情報の集合を複数の分布に分け、前記分布毎に、複数の前記第1の電子データから自己相関情報及び複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を前記分布毎に算出し、前記分布毎に求めた複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、前記分布毎に求めた複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から算出する第2の平均ベクトル及び前記分布毎に求めた前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記分布毎に求めた前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を前記分布毎に推定するパラメタ推定部とを含む。
【0041】
これにより、第1の電子データの特性が分散している場合でも、1枚のテンプレートで第2の電子データの特徴点の座標を求めることができるという作用を有する。
【0042】
本発明の第14の態様は、第13の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記学習部が、前記第1の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである第1の教示ベクトルを算出する第1の教示ベクトル計算部と、第1の特徴点の座標周辺の画像を順に並べたベクトルパターンである第2の教示ベクトルを算出する第2の教示ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル及び複数の前記第2の教示ベクトルから複数の合成ベクトルを作成し、前記合成ベクトルの集合の確率分布により、前記第1の教示ベクトル及び第2の教示ベクトルを複数の分布に分ける分布要素計算部と、前記分布毎に複数の前記第1の教示ベクトルを平均した第1の平均ベクトルを算出し、前記分布毎に複数の前記第2の教示ベクトルを平均した第2の平均ベクトルを算出する平均ベクトル計算部と、前記分布毎に、複数の前記第1の教示ベクトル及び第1の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルの自己相関情報である第1の共分散行列の擬似逆行列を前記分布毎に算出する自己相関情報計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル、前記第1の平均ベクトル、複数の前記第2の教示ベクトル及び前記第2の平均ベクトルを前記分布毎に入力し、前記第1の教示ベクトルと前記第2の教示ベクトルの相互相関情報である第2の共分散行列を前記分布毎に算出する相互相関情報計算部と、前記分布毎に、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列を入力し、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列から特徴抽出行列を前記分布毎に算出する特徴抽出行列計算部とを含む。
【0043】
これにより、分散している第1の電子データの特性に適した特徴抽出行列を求めることができるという作用を有する。
【0044】
本発明の第15の態様は、第13の態様または第14の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記パラメタ推定部が、前記第2の電子データを入力し、前記第2の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである入力ベクトルを算出するベクトル計算部と、前記入力ベクトル、分布毎に分類した第1の平均ベクトル、分布毎に分類した第2の平均ベクトル及び分布毎に分類した特徴抽出行列から前記第2の特徴点の座標周辺の画像を含む期待値ベクトルを算出するパラメタ計算部と、前記期待値ベクトルから前記第2の特徴点の座標周辺の画像を算出し、前記第2の特徴点の座標周辺の画像と一致する前記第2の電子データの画像領域である照合領域を検索し、前記照合領域から前記第2の特徴点の座標を算出するテンプレートマッチング部とを含む。
【0045】
これにより、第2の電子データの特性が分散していても、1枚のテンプレートで第2の特徴点の座標を求めることができるという作用を有する。
【0046】
本発明の第16の態様にかかるパラメタ推定装置は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像を入力するパラメタ入力部と、前記第1の電子データと第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像との合成情報の集合を複数の分布に分け、前記分布毎に、複数の前記第1の電子データから自己相関情報及び複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を前記分布毎に算出し、前記分布毎に求めた複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、前記分布毎に求めた複数の前記第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像から算出する第2の平均ベクトル及び前記分布毎に求めた前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記分布毎に求めた前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を前記分布毎に推定するパラメタ推定部とを含む。
【0047】
これにより、第1の電子データの特性が分散している場合でも、第2の特徴点の座標とテンプレートが推定できるため、テンプレートによる検索の処理コストを削減することができるという作用を有する。
【0048】
本発明の第17の態様は、第16の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記学習部が、前記第1の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである第1の教示ベクトルを算出する第1の教示ベクトル計算部と、第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像を順に並べたベクトルパターンである第2の教示ベクトルを算出する第2の教示ベクトル計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル及び複数の前記第2の教示ベクトルから複数の合成ベクトルを作成し、前記合成ベクトルの集合の確率分布により、前記第1の教示ベクトル及び第2の教示ベクトルを複数の分布に分ける分布要素計算部と、前記分布毎に複数の前記第1の教示ベクトルを平均した第1の平均ベクトルを算出し、前記分布毎に複数の前記第2の教示ベクトルを平均した第2の平均ベクトルを算出する平均ベクトル計算部と、前記分布毎に、複数の前記第1の教示ベクトル及び第1の平均ベクトルを入力し、前記第1の教示ベクトルの自己相関情報である第1の共分散行列の擬似逆行列を前記分布毎に算出する自己相関情報計算部と、複数の前記第1の教示ベクトル、前記第1の平均ベクトル、複数の前記第2の教示ベクトル及び前記第2の平均ベクトルを前記分布毎に入力し、前記第1の教示ベクトルと前記第2の教示ベクトルの相互相関情報である第2の共分散行列を前記分布毎に算出する相互相関情報計算部と、前記分布毎に、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列を入力し、前記第1の共分散行列の擬似逆行列及び前記第2の共分散行列から特徴抽出行列を前記分布毎に算出する特徴抽出行列計算部とを含む。
【0049】
これにより、分散している第1の電子データの特性に適した特徴抽出行列を求めることができるという作用を有する。
【0050】
本発明の第18の態様は、第16の態様または第17の態様にかかるパラメタ推定装置において、前記パラメタ推定部が、前記第2の電子データを入力し、前記第2の電子データを走査順に並べたベクトルパターンである入力ベクトルを算出するベクトル計算部と、前記入力ベクトル、分布毎に分類した第1の平均ベクトル、分布毎に分類した第2の平均ベクトル及び分布毎に分類した特徴抽出行列から前記第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を含む期待値ベクトルを算出するパラメタ計算部と、前記期待値ベクトルから前記第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を算出し、前記第2の特徴点の座標周辺の画像と一致する前記第2の電子データの画像領域である照合領域を検索し、前記照合領域から前記第2の特徴点の座標を算出するテンプレートマッチング部とを含む。
【0051】
これにより、第2の電子データの特性が分散していても、推定した特徴点の座標の周辺を照合の対象画像から作成したテンプレートで検索するため、検索の処理コストが削減できるという作用を有する。
【0052】
本発明の第19の態様は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力するパラメタ入力部と、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出し、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出し、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を算出し、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するパラメタ推定部と、前記第1の電子データを蓄積する画像データベースと、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出し、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合する照合部とを含むデータ照合装置である。
【0053】
これにより、行列演算により推定した特徴点の座標により照合領域が算出することができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0054】
本発明の第20の態様は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標周辺の画像を入力するパラメタ入力部と、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出し、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出し、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するパラメタ推定部と、前記第1の電子データを蓄積する画像データベースと、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出し、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合する照合部とを含むデータ照合装置である。
【0055】
これにより、1枚のテンプレートにより求められた特徴点の座標により照合領域が算出することができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0056】
本発明の第21の態様は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像を入力するパラメタ入力部と、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出し、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標と複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像との結合ベクトルから相互相関情報を算出し、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出し、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記結合ベクトルから算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するパラメタ推定部と、前記第1の電子データを蓄積する画像データベースと、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出し、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合する照合部とを含むデータ照合装置である。
【0057】
これにより、推定した特徴点の座標周辺を1枚のテンプレートにより検索することで、検索処理コストの削減と、テンプレートマッチングにより求められた特徴点の座標により照合領域の算出ができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0058】
本発明の第22の態様は、光学データを電子データに変換する画像入力部と、前記画像入力部から入力された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力するパラメタ入力部と、前記第1の電子データと前記第1の特徴点の座標との合成情報の集合を複数の分布に分け、前記分布毎に、複数の前記第1の電子データから自己相関情報及び複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記画像入力部から入力される第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を前記分布毎に算出し、前記分布毎に求めた複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、前記分布毎に求めた複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記分布毎に求めた前記特徴抽出行列を出力する学習部と、前記分布毎に求めた前記学習部から入力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を蓄積する相関情報データベースと、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を前記分布毎に推定するパラメタ推定部と、前記第1の電子データを蓄積する画像データベースと、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出し、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合する照合部とを含むデータ照合装置である。
【0059】
これにより、第1の電子データの特性が分散している場合でも、行列演算により推定した特徴点の座標により照合領域が算出することができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0060】
本発明の第23の態様は、光学データを電子データに変換する変換ステップと、前記変換ステップにおいて変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力し、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出するステップと、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出するステップと、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記変換ステップにおいて変換された第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を算出するステップと、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力された前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合する照合ステップと、を有することを特徴とするデータ照合方法である。
【0061】
これにより、行列演算により推定した特徴点の座標により照合領域が算出することができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0062】
本発明の第24の態様は、光学データを電子データに変換する変換ステップと、前記変換ステップにおいて変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標周辺の画像を入力し、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出するステップと、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記変換ステップにおいて変換された第2の電子データの第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出するステップと、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合する照合ステップと、を有することを特徴とするデータ照合方法である。
【0063】
これにより、推定した特徴点の座標周辺を1枚のテンプレートにより検索することで、検索処理コストの削減と、テンプレートマッチングにより求められた特徴点の座標により照合領域の算出ができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0064】
本発明の第25の態様は、光学データを電子データに変換する変換ステップと、前記変換ステップにおいて変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像を入力し、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出するステップと、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標と複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像との結合ベクトルから相互相関情報を算出するステップと、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記変換ステップにおいて変換された第2の電子データの第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出するステップと、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記結合ベクトルから算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合するステップと、を有することを特徴とするデータ照合方法である。
【0065】
これにより、推定した特徴点の座標周辺を1枚のテンプレートにより検索することで、検索処理コストの削減と、テンプレートマッチングにより求められた特徴点の座標により照合領域の算出ができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0066】
本発明の第26の態様は、光学データを電子データに変換する変換ステップと、前記変換ステップにおいて変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力し、前記第1の電子データと前記第1の特徴点の座標との合成情報の集合を複数の分布に分け、前記分布毎に、複数の前記第1の電子データから自己相関情報及び複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記変換ステップにおいて変換された第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を前記分布毎に算出するステップと、前記分布毎に求めた複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、前記分布毎に求めた複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記分布毎に求めた前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力される前記分布毎に求めた前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を前記分布毎に推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合するステップと、を有する特徴とするデータ照合方法である。
【0067】
これにより、第1の電子データの特性が分散している場合でも、行列演算により推定した特徴点の座標により照合領域が算出することができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0068】
本発明の第27の態様は、コンピュータに、光学データを電子データに変換する変換ステップと、前記変換ステップにより変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力し、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出するステップと、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出し、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から入力された第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を算出するステップと、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積した前記第1の電子データとの一致を照合するステップと、を行わせることを特徴とするプログラムである。
【0069】
これにより、行列演算により推定した特徴点の座標により照合領域が算出することができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0070】
本発明の第28の態様は、コンピュータに、光学データを電子データに変換させる変換ステップと、前記変換ステップにおいて変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標周辺の画像を入力し、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出するステップと、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記変換ステップにおいて変換された第2の電子データの第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出するステップと、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像から算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合するステップと、を行わせることを特徴とするプログラムである。
【0071】
これにより、推定した特徴点の座標周辺を1枚のテンプレートにより検索することで、検索処理コストの削減と、テンプレートマッチングにより求められた特徴点の座標により照合領域の算出ができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0072】
本発明の第29の態様は、コンピュータに、光学データを電子データに変換させる変換ステップと、前記変換ステップにおいて変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標及び第1の特徴点の座標周辺の画像を入力し、複数の前記第1の電子データから自己相関情報を算出するステップと、複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標と複数の前記第1の特徴点の座標周辺の画像との結合ベクトルから相互相関情報を算出するステップと、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記変換ステップにおいて変換された第2の電子データの第2の特徴点の座標及び第2の特徴点の座標周辺の画像を推定するための特徴抽出行列を算出するステップと、複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、複数の前記結合ベクトルから算出する第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力される前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合するステップと、を行わせることを特徴とするプログラムである。
【0073】
これにより、推定した特徴点の座標周辺を1枚のテンプレートにより検索することで、検索処理コストの削減と、テンプレートマッチングにより求められた特徴点の座標により照合領域の算出ができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
【0074】
本発明の第30の態様は、コンピュータに、光学データを電子データに変換させる変換ステップと、前記変換ステップにおいて変換された第1の電子データから第1の特徴点の座標を入力し、前記第1の電子データと前記第1の特徴点の座標との合成情報の集合を複数の分布に分け、前記分布毎に、複数の前記第1の電子データから自己相関情報及び複数の前記第1の電子データ及び複数の前記第1の特徴点の座標から相互相関情報を算出し、更に、前記自己相関情報及び前記相互相関情報から前記変換ステップにおいて変換された第2の電子データの第2の特徴点の座標を推定するための特徴抽出行列を前記分布毎に算出するステップと、前記分布毎に求めた複数の前記第1の電子データから算出される第1の平均ベクトル、前記分布毎に求めた複数の前記第1の特徴点の座標から算出する第2の平均ベクトル及び前記分布毎に求めた前記特徴抽出行列を出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力された前記分布毎に求めた前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を相関情報データベースに蓄積し、前記第2の電子データ、前記第1の平均ベクトル、前記第2の平均ベクトル及び前記特徴抽出行列を用いて前記第2の特徴点の座標を前記分布毎に推定するステップと、前記第1の電子データを画像データベースに蓄積し、前記第2の電子データ及び前記第2の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出するステップと、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積された前記第1の電子データとの一致を照合するステップと、を行わせることを特徴とするプログラムである。
【0075】
これにより、第1の電子データの特性が分散している場合でも、行列演算により推定した特徴点の座標により照合領域が算出することができ、処理コストの削減ができるという作用を有する。
本発明の第31の態様は、サンプルとなるサンプル顔画像を入力するサンプル顔画像入力手段と、前記サンプル顔画像の特徴点を入力する特徴点入力手段と、新たに前記特徴点を推定する照合対象顔画像を入力する照合顔画像入力手段と、前記サンプル顔画像と前記特徴点との合成情報を複数の顔画像分布に分け、前記サンプル顔画像の顔画像自己相関情報と、前記サンプル顔画像と前記特徴点との顔画像相互相関情報とを前記顔画像分布毎に求める顔画像学習手段と、前記顔画像分布毎に求めた前記顔画像自己相関情報と前記顔画像相互相関情報とを用いて前記照合対象顔画像の前記特徴点を推定する顔画像パラメタ推定手段と、前記サンプル顔画像を蓄積する画像データベースと、照合対象顔画像及び前記照合対象顔画像の特徴点の座標から照合に用いる画像である照合領域を算出し、前記照合領域と前記画像データベースに蓄積されたサンプル顔画像との一致を照合する照合手段と、を含むデータ照合装置である。
本発明の第32の態様は、前記顔画像学習手段は、前記サンプル顔画像をベクトル化した第1の教示ベクトルおよび前記サンプル顔画像の特徴点をベクトル化した第2の教示ベクトルの顔画像合成ベクトルを構成し、前記顔画像合成ベクトルの複数の顔画像要素分布を集合した顔画像混合分布モデルを推定し、前記顔画像要素分布毎に属する前記顔画像自己相関情報を前記第1の教示ベクトルの共分散行列を求めることで求め、前記顔画像相互相関情報を前記第1の教示ベクトルと前記第2の教示ベクトルとの共分散行列を求めることで求め、前記顔画像パラメタ推定手段は、前記顔画像要素分布毎に属する前記顔画像自己相関情報および前記顔画像相互相関情報を用いて前記照合対象顔画像の前記特徴点を推定することを特徴とする請求項31記載のデータ照合装置である。
【0076】
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1では、パラメタ推定装置をデータ照合装置に応用した場合について説明する。
【0077】
図1は、本発明の実施の形態1によるデータ照合装置を示す図である。
【0078】
画像入力部101は、光学データを電子データに変換し、出力する。
【0079】
パラメタ入力部102は、画像入力部101から入力された第1の電子データから特徴点の座標を入力する。
【0080】
学習部103は、画像入力部101から入力される第1の電子データ及びパラメタ入力部102から入力される特徴点の座標から第1の電子データに関する情報を算出する。
【0081】
相関情報データベース104は、学習部103で算出した第1の電子データに関する情報を蓄積する。
【0082】
パラメタ推定部105は、画像入力部101から入力される第2の電子データ及び相関情報データベース104に蓄積された第1の電子データに関する情報から第2の電子データにおける特徴点の座標を推定する。
【0083】
画像データベース106は、第1の電子データを蓄積する。
【0084】
照合部107は、パラメタ推定部105が推定した第2の電子データにおける特徴点の座標に一致する第1の電子データを照合する。
【0085】
出力部108は、照合部107が照合した照合結果を表示する。
【0086】
以下に、実施の形態1にかかるデータ照合装置について説明する。顔画像の照合では、画像入力部101から入力された電子データから、顔が存在する位置を正確に求めることが重要である。
【0087】
そこで、実施の形態1は、入力された電子データである顔画像と、顔画像内における固有なパラメタである眼、鼻、眉、口などの特徴点の座標には相関関係があることに着目したものである。つまり、顔画像の固有なパラメタの座標の相関関係を予め求めておけば、未知の顔画像が入力されても、固有なパラメタである特徴点の座標を得ることが可能であるということに着目したものである。
【0088】
即ち、実施の形態1は、予めサンプルである顔画像と、サンプルの顔画像における特徴点の座標との相関関係を学習しておき、予め学習した相関を用いて、画像入力部101で撮影した第2の電子データである照合用の顔画像における特徴点の座標を推定し、推定した特徴点の座標を用いて照合に用いる領域である顔領域を求めるものである。そして、実施の形態1は、求めた顔領域の画像と、予め用意してある顔画像データベース106内の画像と比較することで、顔画像の照合を行うものである。
【0089】
更に、実施の形態1では、複数のサンプルである顔画像と、これらの複数の顔画像内における特徴点の座標の相関を学習しておくことで、照合用顔画像における特徴点の座標の推定精度を向上している。
【0090】
具体的には、実施の形態1のデータ照合装置の処理は、オフライン処理とオンライン処理に大別される。
【0091】
オフライン処理は、複数のサンプルの顔画像とこの顔画像の特徴点の座標との相関を予め計算する。
【0092】
オンライン処理は、オフライン処理で計算した相関を用いて、画像入力部101から入力された照合用顔画像から特徴点の座標を推定し、特徴点の座標から決定される顔領域の画像と、予めオフライン処理により登録された画像データベース106の顔画像との照合処理を行う。
【0093】
次に、オフライン処理について説明する。オフライン処理は、画像入力部101、学習部103、相関情報データベース104及び画像データベース106を用いた処理である。
【0094】
次に、データ照合装置が行うオフライン処理について、図2及び図3を用いて詳細に説明する。図2は、学習部103の構成を示す図である。図3は、実施の形態1によるデータ照合装置のオフライン処理の動作フロー図である。
【0095】
まず、学習部103の構成について説明する。
【0096】
学習部103には、第1の電子データである顔画像における特徴点の座標より得られる第2の教示ベクトルを算出し、出力する第2の教示ベクトル計算部201が設けられている。
【0097】
また、学習部103には、第1の電子データである顔画像より得られる第1の教示ベクトルを算出し、出力する第1の教示ベクトル計算部が設けられている。
【0098】
平均ベクトル算出部203aは、第2の教示ベクトル計算部201が求めた第2の教示ベクトルの平均ベクトルを算出する。また、平均ベクトル算出部203bは、第1の教示ベクトル計算部202が求めた第1の教示ベクトルの平均ベクトルを算出する。
【0099】
相互相関情報計算部204は、第1の教示ベクトル計算部202が算出した第1の教示ベクトルと第2の教示ベクトル計算部201が算出した第2の教示ベクトルの相互相関情報である共分散行列を算出する。
【0100】
自己相関情報計算部205は、第1の教示ベクトル計算部202が求めた第1の教示ベクトルの自己相関情報である共分散行列の擬似逆行列を算出する。
【0101】
特徴抽出行列計算部206は、自己相関情報計算部205が算出した自己相関情報の共分散行列の擬似逆行列と、相互相関情報計算部204が算出した相互相関情報の共分散行列から特徴抽出行列を算出する。
【0102】
次に、データ照合装置のオフライン処理の動作について図3を用いて説明する。
【0103】
まず、画像入力部101が、第1の電子データであるサンプルとなる顔画像を入力し、パラメタ入力部102、学習部103及び画像データベース106に入力する(S10)。
【0104】
ただし、第1の電子データとは異なる電子データを画像データベース106に入力することも可能である。
【0105】
次に、学習部103の第1の教示ベクトル計算部202が、入力されたサンプルとなる顔画像における各画素の値を、(数1)を用いることで、ラスタスキャン順に並べたベクトルパターンに変換して教示ベクトルV1を求め(S11)、平均ベクトル計算部203bに出力する。
【0106】
【数1】
次に、パラメタ入力部102に含まれるディスプレイが、サンプルとなる顔画像を表示する。そして、使用者が、パラメタ入力部102に含まれるマウスを用いて、顔画像から顔の特徴点の座標を選択すると、パラメタ入力部102は、使用者が選択した顔の特徴点座標を学習部103に出力する(S12)。
【0107】
ここで、入力された顔の特徴点の座標を、図4に示す。顔画像1201の原点O1208を基準に、右眉1202、右目1203、左眉1204、左目1205、鼻1206及び口1207のそれぞれの座標(X座標、Y座標)が、使用者により特徴点の座標として選択される。
【0108】
次に、学習部103の第2の教示ベクトル計算部201が、入力された特徴点の座標に、(数1)を用いて、入力した各特徴点の座標をデータ照合装置として定めた順番、例えば、右眉、右目、左眉、左目、鼻、口の順に並べることで連結してひとつのベクトルデータを作成し、これを教示ベクトルV2とし(S13)、平均ベクトル計算部203aに出力する。
【0109】
次に、パラメタ入力部102、学習部103の第2の教示ベクトル計算部201及び学習部103の第1の教示ベクトル計算部202は、以上S10からS13までの処理を、必要とするN個分繰り返し、処理が終了した場合は、(S16)に進み、終了していない場合は、S11からS14を繰り返す(S15)。
【0110】
次に、平均ベクトル計算部203a及び203bは、N個分の教示ベクトルV1、V2の集合{V1}、{V2}に、(数2)及び(数3)を用いて、教示ベクトルV1の平均ベクトルである平均ベクトルM1と、教示ベクトルV2の平均ベクトルである平均ベクトルM2を計算する(S16)。
【0111】
そして、平均ベクトル計算部203bは、平均ベクトルM1を、自己相関情報計算部205及び相互相関情報計算部204に出力し、平均ベクトル計算部203aは、平均ベクトルM2を、相互相関情報計算部204に出力する。
【0112】
【数2】
【数3】
次に、自己相関情報計算部205は、N個分の教示ベクトルV1の集合{V1}及び平均ベクトルM1を(数4)に代入し、教示ベクトルV1の分布である共分散行列C1を計算することで、画像入力部101から入力したN個の顔画像の分布を算出する。また、自己相関情報計算部205は、共分散行列C1を、擬似逆行列C1 *に変形し、特徴抽出行列計算部206に出力する。
【0113】
【数4】
更に、相互相関情報計算部204は、N個の教示ベクトルV1と教示ベクトルV2、平均ベクトルM1及び平均ベクトルM2を(数5)に代入し、教示ベクトルV1及びV2の相関である共分散行列C2を計算することで、N個の顔画像と顔画像における特徴点の座標との相関を算出し、特徴抽出行列計算部206に出力する(S17)。
【0114】
【数5】
次に、特徴抽出行列計算部206は、S17において求めた擬似逆行列C1 *及び共分散行列C2と、オンライン処理で入力される照合用顔画像とから特徴点の座標を抽出するパラメタである特徴抽出行列C3を、(数6)に従って計算する(S18)。
【0115】
【数6】
そして、特徴抽出行列計算部206は、求めた平均ベクトルM1、M2及び特徴抽出行列C3を相関情報データベース104に出力する(S19)。このようにして、オフライン処理は終了する。
【0116】
次に、オンライン処理について、図5及び図6を用いて説明する。図5は、パラメタ推定部105の構成を示す図である。図6は、実施の形態1にかかるデータ照合装置のオンライン処理の動作フロー図である。
【0117】
パラメタ推定部105には、第2の電子データから入力ベクトルXを計算し、出力するベクトル計算部301が設けられている。
【0118】
また、パラメタ計算部302は、パラメタ推定部105が計算した入力ベクトルX、平均ベクトルM1、M2及び特徴抽出行列C3から特徴点の座標を含む期待値ベクトルを計算し、出力する。
【0119】
また、テンプレートマッチング部303は、パラメタ計算部302が計算した期待値ベクトルから特徴点の座標を算出し、出力する。
【0120】
オンライン処理の目的は、入力された顔画像から、入力に対して固有なパラメタである特徴点の座標を推定し、推定した特徴点の座標から照合に用いる顔の領域画像である顔領域を求め、求めた顔領域と画像データベース106に登録された画像と照合することにある。
【0121】
まず、画像入力部101が、第2の電子データである照合用画像を入力し(S20)、パラメタ推定部105のベクトル計算部301に出力する。次に、ベクトル計算部301は、第2の電子データにおける各画素の値をラスタスキャン順に並べて入力ベクトルデータXに変換し(S21)、パラメタ計算部302に出力する。
【0122】
次に、パラメタ計算部302は、入力ベクトルデータX、オフライン処理で求めた特徴抽出行列C3、平均ベクトルM1及び平均ベクトルM2を(数7)に代入し、入力ベクトルデータXに対する特徴点の座標を含む期待値ベクトルEを計算し(S22)、テンプレートマッチング部303に出力する。
【0123】
【数7】
ここで、(数7)は、オフライン処理で求めたN個の顔画像と顔画像の特徴点の座標との相互相関を用いて、照合用画像の特徴点の座標を算出する式である。
【0124】
ここで、テンプレートマッチによる計算コスト算出の場合と、同じ例で本発明の計算コストを算出する。入力画像サイズを縦150×横150画素=22500画素として、入力に対し両目の座標(右眼X座標、右眼Y座標、左眼X座標、左眼Y座標)計4次元を推定する場合を想定する。この場合、150×150の入力画像を縦一列に変換したベクトルを(数7)に代入し、乗算を単位演算とした場合、C3は縦22500×横4の行列、(X−M1)は22500次元のベクトルであるため、乗算回数は4×22500=90000(pel)となる。つまり、乗算だけでテンプレートマッチの500分の1の計算コストとなり、その効果は大きい。
【0125】
ここで、(数7)を用いた計算によって特徴点の座標の推定が可能な理由を説明する。
【0126】
(数7)で得られる特徴点の座標を示す期待値ベクトルEは、教示ベクトルV1と教示ベクトルV2との関係を、2つのベクトルの分布が正規分布であるという仮定の元でベイズ推定を用いて学習した時の、入力ベクトルデータXに対して得られる出力の期待値に等しい。
【0127】
また、ベイズ推定とは、母数の分布と適当な損失関数を定義し、損失関数の期待値が最小となるように推定する統計的推定法をいう。即ち、(数7)によって、入力ベクトルデータXに対して一番尤もらしい出力値を推定することができると言える。
【0128】
次に、テンプレートマッチング部303は、各特徴点の座標の合成ベクトルである期待値ベクトルEから入力ベクトルデータの特徴点の座標を算出し(S23)、特徴点の座標を照合部107に出力する。
【0129】
次に、照合部107は、S23で求めた特徴点の座標を用いて、オフライン処理により画像データベース106に登録した顔画像との照合に用いる画像である顔領域を決定する(S24)。
【0130】
ここで、検出された照合用の顔領域の例を図7に示す。本実施の形態では、鼻の座標1303を中心として、一辺の長さが両眼の間隔aの2倍であり、上下の辺が両眼を結ぶ直線と平行であるような正方形領域を、照合に用いる領域である照合領域1302として決定する。
【0131】
次に、照合部107は、顔領域1302の画像と予めオフライン処理により登録した画像データベース106との画像を、例えば統計的手法である主成分分析を利用した固有顔(Eigenface)法などの照合手法を用いて照合し(S25)、結果を出力部108に出力する(S26)。
【0132】
なお、固有顔法は、参照画像のサイズを正規化して全画素の濃淡値をN次元ベクトルとし、全ての参照画像から0<F<NであるF次元の情報として、情報量を圧縮し、顔部分空間を主成分分析という統計的手法により生成する。そして、入力画像から顔の存在確率の高い領域を正規化し、顔部分空間との直交距離を類似度とし、顔部分空間への射影先の位置により人物を認識するというものである。
【0133】
出力部108の出力例を図8に示す。ディスプレイ1501上には、入力された入力顔画像1502と、照合結果1504、1505が表示される。
【0134】
以上のように実施の形態1によれば、予めオフライン処理により学習した第1の電子データであるサンプルの顔画像と、サンプルの顔画像における特徴点の座標との相関を用いて、画像入力部101で撮影した第2の電子データである照合用の顔画像における特徴点の座標を推定することができる。
【0135】
そして、上述したように推定した特徴点の座標より照合用の顔領域を求め、求めた照合用の顔領域画像と、予めオフライン処理により登録した画像データベース106内の顔画像を比較し、照合することができる。
【0136】
また、入力ベクトルに対して固有なパラメタを、3回の行列演算で推定することが出来る。つまり、従来のテンプレートマッチングを用いた探索に比べ格段に小さな計算コストで推定できるため、従来法に比べ格段に少ない演算で所望のパラメタを推定し、少ない演算で顔画像の照合ができる。
【0137】
また、実施の形態1によれば、第1の教示ベクトルの共分散行列から自己相関情報を求め、第1の教示ベクトルと第2の教示ベクトルとの共分散行列から相互相関情報を求め、自己相関情報と相互相関情報から特徴抽出行列を求め、第1の教示ベクトルの平均ベクトル、第2の教示ベクトルの平均ベクトル、特徴抽出行列及び入力ベクトルデータから、照合用顔画像の特徴点の座標を算出することができる。このように、自己相関情報、相互相関情報、特徴抽出行列、第1の教示ベクトルの平均ベクトル、第2の教示ベクトルの平均ベクトル、照合用顔画像の特徴点の座標を、単純に行列演算だけ、つまり乗算だけで計算できるため、コンピュータの処理コストが非常に小さくなる。
【0138】
なお、実施の形態1では、上述した(数1)〜(数7)を用いてパラメタの推定を行ったが、予めサンプルの顔画像とサンプルの顔画像における特徴点の座標との相関を求め、求めた相関を使ってパラメタの推定を行う式であれば(数1)〜(数7)以外の式を用いても同様の効果を得ることができる。
【0139】
なお、サンプルの画像データである第1の電子データ以外でも、特徴点の座標の推定を行うことは可能である。
【0140】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2は、実施の形態1では教示ベクトルV2を顔の各特徴点の座標から求めるのに対し、実施の形態2では顔の特徴点の座標周辺の領域画像から教示ベクトルV2を求め、照合用顔画像に適したテンプレートを照合用画像から自動的に生成するようにしたものである。
【0141】
これにより、一枚のテンプレートでのマッチング処理が可能になるというものであり、従来のように複数のテンプレートを用いる場合に比べ各段に計算コストを減少させることができるというものである。
【0142】
具体的には、まず、実施の形態2は、予め画像入力部101で撮影した第1の電子データであるサンプルの顔画像とサンプルの顔画像における眼、鼻、口及び眉などの特徴点の座標周辺の画像である領域画像との相関を調べる。次に、実施の形態2は、この相関を用いて画像入力部101で撮影した第2の電子データである照合用の顔画像からマッチング処理に使う特定の領域画像をテンプレートとして求める。
【0143】
次に、実施の形態2は、求めたテンプレートと照合用の顔画像とのマッチングを行うことで、照合用顔画像の特徴点の座標を推定し、照合に用いる領域である顔領域画像を求める。
【0144】
そして、実施の形態2は、顔領域画像と予め用意してある画像データベース106内の画像とを比較することで、第2の電子データである顔画像の照合を行う。
【0145】
以下、実施の形態2によるデータ照合装置について詳細に説明する。
【0146】
また、実施の形態2にかかるデータ照合装置の構成を示す図は、実施の形態1のデータ照合装置と同様であるので、説明は省略する。
【0147】
また、実施の形態2によるデータ照合装置は、実施の形態1と同様に、オフライン処理とオンライン処理に大別される。ここで、特に、実施の形態1との差異について、図9から図11を用いて説明する。
【0148】
図9は、実施の形態2によるオフライン処理の動作フローを示す図であり、図10は、第1の電子データであるサンプルの顔画像から特徴点の座標周辺の画像である領域画像を示す図であり、図11は、オンライン処理の動作フローを示す図である。
【0149】
実施の形態2のオフライン処理では、S90からS92の処理は図3に示すS10からS12の処理、S94からS98までの処理は、図3に示すS15〜S19の処理と同様の処理であるので、ここでの説明は省略する。
【0150】
次に、学習部103の第2の教示ベクトル計算部201が、S92において選択された特徴点の座標から、図10に示すように、特徴点の座標周辺の画像である領域画像を選択する。
【0151】
顔画像1401の原点O1402を基準に、右眉1403a、右目1404a、左眉1405a、左目1406a、鼻1407a及び口1408aのそれぞれの座標(X座標、Y座標)を特徴点の座標として、第2の教示ベクトル計算部201に入力される。
【0152】
また、第2の教示ベクトル計算部201は、入力された特徴点の座標1403a〜1408aから顔の各特徴点の座標のテンプレート画像である右眉領域画像1403b、右目領域画像1404b、左眉領域画像1405b、左目領域画像1406b、鼻領域画像1407b及び口領域画像1408bを作成する。
【0153】
各領域画像を矩形とする場合の決定方法としては、図7で、求めた両眼の間隔aを基準として、各領域の幅と高さを決定し、特徴点の座標を中心として領域を設定する。眉の幅はa/2であり、高さはa/4となり、眼の幅はa/2であり、高さはa/4となり、鼻の幅はa×2/3であり、高さはa×2/3となり、口の幅はaであり、高さはa/2となる。
【0154】
このように、両眼の間隔aを基準にすることで、図10の顔画像に表示される顔の大きさに因らずに各領域画像を決定することが可能となる。
【0155】
次に、第2の教示ベクトル計算部201が、作成した顔の各特徴点の座標のテンプレート画像1403b〜1408bにおける各画素の値を、(数1)を用いてラスタスキャン順に並び替え、ベクトルデータ化した合成ベクトルを作成し、これを教示ベクトルV2とする(S93)。
【0156】
ただし、S97において、求められる特徴抽出行列C3は、教示ベクトルV2を用いて作成されるので、領域画像を抽出するパラメタである。
【0157】
次に、実施の形態2にかかるオンライン処理について図11を用いて説明する。S110からS112の処理は図6のS20からS22の処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0158】
S112おいて作成した期待値ベクトルEは、オフライン処理S95で求めた教示ベクトルV1、V2の平均ベクトルM1、M2と、S97で求めた特徴抽出行列C3と、オンライン処理のS111で求めたベクトルXを用いた第2の電子データである照合用の顔画像における各特徴点の座標のテンプレート画像の合成ベクトルとなっている。このため、パラメタ計算部302は、期待値ベクトルEより顔の各特徴点の座標のテンプレート画像を得る(S113)。
【0159】
次に、テンプレートマッチング部303は、S113において得たテンプレート画像と、S110において得た画像入力部101から入力した照合用の画像とをテンプレートマッチを行い、テンプレート画像にマッチする領域を検出し、この検出した領域から、顔の各特徴点の座標を決定する(S114)。
【0160】
なお、テンプレートマッチ処理は、図28に示すように入力画像2001上を探索窓2002でスキャンし、探索窓内の画像を入力とした際に、テンプレート画像との相関が最も高い領域を選ぶ処理である。テンプレートマッチに用いる相関演算は、例えば、SAD相関演算(数8)や正規化相関演算(数9)などを用いる。なお、(数8)及び(数9)において、Xは探索窓内の画像、Tはテンプレート画像である。
【0161】
【数8】
【数9】
以後の、S115からS117の処理は図6のS24からS26の処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0162】
以上実施の形態2によれば、サンプルの画像と、サンプルの画像の特定領域画像との相関を学習し、この相関を用いて照合用顔画像の特定領域画像を推定し、推定した照合用顔画像の特定領域画像をテンプレート画像とできる。これにより、照合用顔画像自身からテンプレート画像を自動的に生成できるため、一枚のテンプレートでのマッチング処理が可能になり、従来のようにマルチテンプレートなど複数のテンプレートを用いる場合に比べ各段に計算コストを減少させることが可能となる。
【0163】
更に、実施の形態2によれば、第1の教示ベクトル及び第2の教示ベクトルの自己相関情報及び相互相関情報から求めた特徴抽出行列、第1の教示ベクトルの平均ベクトル、第2の教示ベクトルの平均ベクトル、及び照合用顔画像のベクトルデータから、照合用顔画像の特徴点の座標を算出することができる。このように、単純に行列演算だけ、つまり乗算だけで固有なパラメタの計算ができるため、コンピュータの処理コストが非常に小さくなる。
【0164】
また、テンプレートマッチングにおけるテンプレート画像推定に本発明の実施の形態2を用いた場合、入力画像から想定される特定の画像を推定し、これをテンプレートに用いたマッチング処理が可能になる。つまり、テンプレートパターン1つで処理が行えるため、従来のテンプレートマッチングのように、入力画像の多様性に対応した、パターン及び大きさの異なる複数個のテンプレートを用意するマルチテンプレート法と比較して、計算コストの削減が可能である。
【0165】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3は、教示ベクトルV2を実施の形態1では顔の各特徴点の座標から求め、実施の形態2では顔の特徴点の座標周辺の領域画像から求めるのに対して、顔の特徴点の座標及び顔の特徴点の座標周辺における領域画像の結合ベクトルから教示ベクトルV2を求めるようにしたものである。
【0166】
そして、このように求めた教示ベクトルV2から照合用顔画像の特徴点の座標を推定し、更に、照合用顔画像に適したテンプレートを照合用画像から自動的に生成し、この推定した特徴点の座標の周辺領域を自動生成したテンプレートを用いてマッチングをするものである。
【0167】
これにより、テンプレートの探索範囲を限定し、一枚のテンプレートでのマッチング処理が可能になるというものである。この結果、従来のように、照合用顔画像の全領域を探索したり、複数のテンプレートを使用したりするのに比べ、各段に計算コストを減少させることができるというものである。
【0168】
以下、実施の形態3によるデータ照合装置について詳細に説明する。
【0169】
また、実施の形態3にかかるデータ照合装置の構成を示す図は、実施の形態1のデータ照合装置と同様であるので、説明は省略する。
【0170】
また、実施の形態3によるデータ照合装置は、実施の形態1と同様に、オフライン処理とオンライン処理に大別される。ここで、特に、実施の形態1及び実施の形態2との差異について、図12及び図13を用いて説明する。
【0171】
図12は、実施の形態3によるオフライン処理の動作フローを示す図であり、図13は、オンライン処理の動作フローを示す図である。
【0172】
オフライン処理では、S1200からS1202までの処理は,図3に示すS10からS12の処理と同様であり、S1205からS1209までの処理は図3に示すS15からS19までの処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0173】
S1202により、選択された特徴点の座標から、パラメタ入力部102が、図10に示すように、特徴点の座標周辺の画像である領域画像を選択する(S1203)。
【0174】
次に、学習部103は、(数1)を用いて、顔の各特徴点の座標を順に並べて連結してひとつのベクトルデータにしたものと、作成した顔の各特徴点の座標のテンプレート画像1403b〜1408bを構成する各画素の値をラスタスキャン順に並べることでベクトルデータ化したベクトルデータとを合成した合成ベクトルを作成し、これを教示ベクトルV2とする(S1204)。
【0175】
ただし、S1208において、求められる特徴抽出行列C3は、教示ベクトルV2を用いて作成されるので、特徴点の座標及び領域画像を抽出するパラメタである。
【0176】
次に、オンライン処理について図13を用いて説明する。S1300からS1303の処理は図6のS20からS23の処理、S1306からS1308の処理は図6のS24からS26の処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0177】
S1302において作成した期待値ベクトルEは、オフライン処理S16で求めた教示ベクトルV1、V2の平均ベクトルM1、M2と、S1208で求めた特徴点の座標及び領域画像を抽出する特徴抽出行列C3と、オンライン処理のS1301で求めたベクトルXを用いた第2の電子データである照合用の顔画像における各特徴点の座標のテンプレート画像の合成ベクトルとなっている。このため、パラメタ計算部302は、期待値ベクトルEより、S1303において、照合用の顔画像における特徴点の座標を得て、S1304において、領域画像であるテンプレート画像を得る。
【0178】
次に、テンプレートマッチング部303は、S1303で得られた特徴点の座標周辺において、S1304において得たテンプレート画像と、S1300において得た画像入力部101から入力した照合用の画像とをテンプレートマッチを行い、テンプレート画像にマッチする領域を検出する。そして、テンプレートマッチング部303は、この検出した領域から、顔の各特徴点の座標を決定する(S1305)。
【0179】
なお、実施の形態1と同様に、テンプレートマッチに用いる相関演算は、SAD相関演算(数8)や正規化相関演算(数9)などを用いる。
【0180】
以上説明したように、実施の形態3によれば、照合用の顔画像における各特徴点の座標の座標と各特徴点の座標の領域画像の合成ベクトルを推定しておき、推定した顔の各特徴点の座標における座標の周辺に探索範囲を限定できる。
【0181】
さらに、この限定した探索範囲に対して、推定された各特徴点の座標の領域画像をテンプレートとして用いてテンプレートマッチング探索をするといった階層的な探索を行うことができる。
【0182】
このように、階層的な探索により検出精度も向上するほか、探索範囲を縮小でき、かつ使用するテンプレートも推定された一枚となり、従来に比べ少ない計算コストで検出が可能となる。
【0183】
また、実施の形態3によれば、第1の教示ベクトルの共分散行列を求めることで自己相関情報を、第1の教示ベクトルと第2の教示ベクトルとの共分散行列を求めることで相互相関情報を求められる。これにより、単純に行列演算だけ、つまり乗算だけで自己相関情報及び相互相関情報を求められ、処理コストが非常に小さくなる。
【0184】
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4は、パラメタ推定装置を、車両画像の照合に応用した車両画像照合装置である。
【0185】
車両画像照合装置は、画像入力部101により撮影された道路上の車両を含む濃淡パターンなどの画像からナンバープレート、ライト及び運転席などの特徴点の座標をベイズ推定により検出する。そして、車両画像照合装置は、得られた特徴点の座標に基づいて得られる車両全体の画像及びナンバープレート番号などの特徴が、予め登録された車両のものと一致するかを照合するものである。
【0186】
また、車両画像照合装置の構成を示す図は、実施の形態1による図1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0187】
車両画像照合装置の処理は、オフライン処理とオンライン処理に大別することができる。以下、特に、実施の形態1と異なる部分について図14から図16を用いて説明する。
【0188】
図14は、実施の形態4によるオフライン処理の動作フローを示す図である。図14のS1401、S1405〜S1408の処理は、実施の形態1と同様で、図3のS11、S16〜S19の処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0189】
まず、画像入力部101が、入力される第1の電子データとして、照合の対象となるN台の車両画像をパラメタ入力部102、学習部103及び画像データベースに入力する(S1400)。
【0190】
次に、学習部103の第1の教示ベクトル計算部202が、教示ベクトルV1を算出する(S1401)。
【0191】
次に、車両画像の特徴点の座標をパラメタ入力部102に含まれるディスプレイが、車両画像の特徴点の座標を一枚ずつ表示する。そして、使用者が、表示された車両画像からパラメタ入力部102に含まれるマウスを用いて手動で車両画像の特徴点の座標を選択すると、パラメタ入力部102が選択された特徴点の座標を学習部103に出力する(S1402)。
【0192】
ここで、図15に、車両画像の特徴点の座標を示す。入力画像1701上の車両における特徴点の座標として、フロント部1708と車両の各頂点の座標A1702〜座標F1707が入力される。
【0193】
次に、学習部103の第2の教示ベクトル計算部201が、入力された特徴点の座標から教示ベクトルV2を算出する(S1403)。
【0194】
次に、パラメタ入力部102、学習部103の第2の教示ベクトル計算部201及び学習部103の第1の教示ベクトル計算部202は、N台分の処理が終了したかを判定し(S1404)、終了したらS1405に進み、終了していない場合はS1400に進む。
【0195】
以後、S1405からS1408の処理は、図3に示すS16からS19の処理と同様であり、実施の形態1と同様の処理であるため、ここでの説明は省略する。
【0196】
次に、オンライン処理について、図16に示す動作フローを用いて説明する。
【0197】
オンライン処理の目的は、入力された車両画像から求める特徴点の座標を推定し、この特徴点の座標を用いて車両画像、ナンバープレート及びフロント部の画像の解析・保存をすることにある。
【0198】
図16のS1900からS1903、S1907の処理は、図6のS20からS23、S26の処理と同様であり、実施の形態1と同様の処理であるので、ここでの説明は省略する。
【0199】
照合部107は、S1903で求めた特徴点の座標から基準となる間隔を決定し、これに基づき、車両画像、ナンバープレート部領域画像及びフロント部領域画像を切り出す(S1904)。
【0200】
次に、照合部107は、ナンバープレート部領域画像を文字読み取り装置などにかけて、車両のナンバープレート番号を読み取る(S1905)。
【0201】
更に、照合部107は、車両画像及びナンバープレートと、予めオフライン処理により登録した画像データベース106との画像を、例えば固有顔法などの照合手法を用いて照合する(S1906)。
【0202】
ここで、図17に、入力画像1802、車両画像1804、ナンバープレート部領域画像及び読み取り結果1805、照合結果1806、及びフロント部領域画像1807の表示例を示す。
【0203】
以上説明したように実施の形態4により、入力された車両画像及び推定された特徴点の座標の座標を図示し、特徴点の座標を基準に車両全体の画像、ナンバープレート部の画像及びナンバープレート部の文字の読み取り、予め登録された車両との照合結果、運転席及び助手席の画像の拡大画像を表示することにより、車両の情報及び運転者の状況を簡易に把握することができる。
【0204】
なお、実施の形態4では、実施の形態1のパラメタ推定方法を用いたが、実施の形態2または実施の形態3を車両画像照合装置に適用した形態であっても良い。
【0205】
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5は、サンプルの入力画像である入力ベクトルの分布にバラツキが存在する場合に、様々な分布を持つ照合用の入力画像に対応したものである。
【0206】
具体的には、サンプルの入力画像と、特徴点の座標との合成情報を複数の分布に分け、それぞれの分布毎に、照合用画像と、照合用画像の特徴点の座標との相関を調べ、これらの相関を用いて照合用画像の特徴点の座標を求めるものである。
【0207】
また、実施の形態5によるデータ照合装置は、実施の形態1と同様に、オフライン処理と、オンライン処理に大別される。ここでは、特に、実施の形態1との差異について、図18から図20を用いて説明する。
【0208】
また、データ照合装置の構成を示す図は、実施の形態1のデータ照合装置と同様であるため、ここでの説明は省略する。ただし、学習部103は図20に示す構成とする。ここで、401に示すものは、複数の第1の教示ベクトル及び第2の教示ベクトルを確率分布に基づいた要素分布に分類するための分布要素計算部である。
【0209】
また、図18は、実施の形態5によるオフライン処理の動作フローを示す図であり、図19は、オンライン処理の動作フローを示す図である。
【0210】
オフライン処理における、S2100からS2104の処理は、図3に示すS10からS15までの処理と同じであり、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0211】
S2104によるN個分の第1の電子データの入力を確認した後に、分布要素計算部401は、N人分の教示ベクトルV1、V2の合成ベクトルを構成する。
【0212】
次に、分布要素計算部401は、N人分の合成ベクトルの集合における確率分布を混合ガウシアンモデル(以下GMMと呼ぶ)でR個の分布を持つ要素分布にモデル化する。そして、分布要素計算部401は、要素分布毎に第1の教示ベクトル及び第2の教示ベクトルを平均ベクトル計算部203aに出力する。
【0213】
平均ベクトル計算部203a、平均ベクトル計算部203b、相互相関情報計算部204及び自己相関情報計算部205は、モデル化した際のk(k=1・・R)番目の要素分布のパラメタを計算する。
【0214】
即ち、平均ベクトル計算部203bは、k番目の要素分布に属するベクトルV1の平均ベクトルM1 kを計算し、平均ベクトル計算部203aは、k番目の要素分布に属するベクトルV2の平均ベクトルM2 kを計算し、相互相関情報計算部は、ベクトルV1の共分散行列C1 kの擬似逆行列であるC1 k*を計算し、自己相関情報計算部は、ベクトルV1、V2の相互相関行列C12 kを計算する(S2105)。
【0215】
また、平均ベクトル計算部203bは、平均ベクトルM1 kを、自己相関情報計算部205及び相互相関情報計算部204に出力し、平均ベクトル計算部203aは、平均ベクトルM2 kを、相互相関情報計算部204に出力する。
【0216】
この計算には、通常EM(Expectation Maximization)アルゴリズムが用いられるが、これは文献:Christopher M.Bishop, Oxford出版“Neural Networks for Pattern Recognition”59〜73頁(1995)に詳細に記述されている。
【0217】
次に、自己相関情報計算部206は、求めたベクトルV1の共分散行列の擬似逆行列C1 k*と、相互相関行列C12 kから(数10)に従って特徴抽出行列C3 kを計算する(S2106)。
【0218】
【数10】
次に、特徴抽出行列計算部206は、平均ベクトルM1 k、M2 k及び特徴抽出行列C3 kを相互情報データベースに出力する(S2107)。
【0219】
次に、学習部103は、R個の分布の平均ベクトルM1 k、M2 k及び特徴抽出行列C3 kが相互情報データベースに蓄積されている場合は、オフライン処理を終了し、R個の分布の平均ベクトルM1 k、M2 k及び特徴抽出行列C3 kが相互情報データベースに蓄積されていない場合は、S2105からS2107を繰り返す(S2108)。
【0220】
次に、実施の形態5におけるオンライン処理について、図19に示す動作フローを用いて説明する。
【0221】
実施の形態5のオンライン処理における、S2200、S2201、S2203〜S2206の処理は、図6のS20、S21、S23からS26までの処理と同じであり、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0222】
パラメタ計算部302は、S2201により算出した入力ベクトルデータXに対して、オフラインで求めた特徴抽出行列C3 k及び平均ベクトルM1 k、M2 kから、(数11)に従って入力ベクトルデータXに対する特徴点の座標の期待値ベクトルEを計算する(S2202)。
【0223】
【数11】
(数11)で得られる特徴点の座標の期待値ベクトルEは、教示ベクトルV1と教示ベクトルV2の関係を、2つのベクトルの合成ベクトルにおける分布が混合正規分布であるという仮定の下で、ベイズ推定を用いて学習した時の、入力ベクトルデータXに対して得られる出力の期待値に等しい。ベイズ推定とは、母数の分布と適当な損失関数を定義し、損失関数の期待値が最小となるように推定する統計的推定法をいう。すなわち、(数11)によって、入力ベクトルデータXに対して一番尤もらしい出力値を推定することができると言える。
【0224】
以後のS2203からS2206の処理は、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0225】
以上のように実施の形態5によれば、サンプルの入力画像を複数の分布に分け、それぞれの分布毎にサンプルの入力画像と、この入力画像の特徴点の座標との相関を調べるようにし、これらの相関を用いて照合用の入力画像の特徴点の座標を推定することができる。これにより、照合用の入力画像の分布、つまり特性にバラツキがあっても、正確に特徴点の座標を推定することができる。
【0226】
また、(数11)に示されるように、行列演算による直接計算によって、入力ベクトルの固有なパラメタを推定することが出来る。このように、従来のテンプレートマッチングを用いた繰り返し演算による探索に比べ、格段に小さな計算コストで、かつ、混合分布モデルを用いているため非常に高精度に推定できるため、その効果は非常に大きい。
【0227】
また、実施の形態5によれば、単純に行列演算だけ、つまり乗算だけで要素分布毎の相互相関情報が求められる。
【0228】
(実施の形態6)
本発明の実施の形態6は、実施の形態5と同様に、サンプルの入力画像である入力ベクトルの分布にバラツキが存在する場合に対応するものである。実施の形態5は教示ベクトルV2顔を各特徴点の座標から求めるのに対し、実施の形態6は、実施の形態2と同様に、顔の特徴点の座標周辺の領域画像から教示ベクトルV2を求め、照合用顔画像に適したテンプレートを照合用画像から自動的に生成するようにしたものである。
【0229】
具体的には、サンプルの入力画像と、顔の特徴点の座標周辺の領域画像との合成情報を複数の分布に分け、それぞれの分布毎に、照合用画像と、照合用画像の特徴点の座標との相関を調べ、これらの相関を用いて照合用画像の特徴点の座標を求めるものである。
【0230】
また、実施の形態6によるデータ照合装置は、実施の形態2及び実施の形態5と同様に、オフライン処理と、オンライン処理に大別される。ここでは、特に、実施の形態1との差異について、図21及び図22を用いて説明する。
【0231】
実施の形態6のオフライン処理における、S2400からS2402、S2404の処理は、図3のS10からS12、S15の処理と同様であり、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、S2405からS2408の処理は、図18のS2105からS2108の処理と同様であるので、説明を省略する。
【0232】
学習部103の第2の教示ベクトル計算部201が、S2402により入力した特徴点の座標から、顔の各部位における周辺領域の画像を切り出し、教示ベクトルV2を算出する(S2403)。
【0233】
次にS2404において、N個分の入力の終了を確認した後に、学習部103は、図21に示すS2405からS2408の処理を行い、R個の分布の平均ベクトルM1 k、M2 k及び特徴抽出行列C3 kが相互情報データベースに蓄積を行う。
【0234】
ただし、ここでの特徴抽出行列C3 kは、顔の特徴点の座標周辺の領域画像により産出されたものである。
【0235】
次に、実施の形態6におけるオンライン処理について、図22に示す動作フローを用いて説明する。
【0236】
実施の形態6のオンライン処理における、S2500、S2501、S2505からS2507までの処理は、図6のS20、S21、S24からS26の処理と同様であり、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0237】
パラメタ計算部302は、S2501において算出されたベクトルXに、(数11)を用いて、期待値ベクトルEを算出する(S2502)。
【0238】
次に、テンプレートマッチング部303は、R個の分布を持つ要素分布にモデル化したテンプレート画像を作成し(S2503)、テンプレートマッチングを実行し、第2の電子データにおける特徴点の座標を算出する(S2504)。
【0239】
以後のS2505からS2507の処理は、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0240】
以上説明したように実施の形態6によれば、サンプルの画像を複数の分布に分け、それぞれの分布毎にサンプル画像とこの画像の各部位の画像との相関を調べるようにし、これらの相関を用いることにより、照合用の入力画像の各部位における画像を推定することができる。これにより、照合用の入力画像の分布、つまり特性にバラツキがあっても、正確に各部位を推定できる。そして、この推定した各部位の画像をテンプレートとしてテンプレートマッチングを行うことで、照合用の入力画像における特徴点の座標を検出できる。
【0241】
(実施の形態7)
本発明の実施の形態7は、実施の形態5と同様に、サンプルの入力画像である入力ベクトルの分布にバラツキが存在する場合に対応したものである。教示ベクトルV2を、実施の形態5では、顔の各特徴点の座標から求め、実施の形態6では、顔の特徴点の座標周辺の領域画像から求めるのに対して、実施の形態7では、実施の形態3と同様に、顔の特徴点の座標及び顔の特徴点の座標周辺における領域画像の結合ベクトルから教示ベクトルV2を求める。そして、求めた教示ベクトルV2を用いて、照合用顔画像の特徴点の座標を推定し、更に、照合用顔画像に適したテンプレートを照合用画像から自動的に生成する。そして、この推定した特徴点の座標の周辺領域を自動生成したテンプレートを用いてマッチングをするものである。
【0242】
これにより、テンプレートの探索範囲を限定し、一枚のテンプレートでのマッチング処理が可能になるというものであり、従来のように、照合用顔画像の全領域の探索、複数のテンプレートの使用に比べ各段に計算コストを減少させることができるというものである。
【0243】
また、実施の形態7によるデータ照合装置は、実施の形態3及び実施の形態5と同様に、オフライン処理と、オンライン処理に大別される。ここでは、特に、実施の形態1との差異について、図23及び図24を用いて説明する。
【0244】
実施の形態7のオフライン処理における、S2600からS2602、S2605の処理は、図3のS10からS12、S15の処理と同様であり、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0245】
学習部103の第2の教示ベクトル計算部201は、S2602において入力された特徴点の座標を用いて、第1の電子データにおける各部位の周辺領域の画像を切り出し(S2603)、S2602において入力された特徴点の座標と、S2603により切り出された画像の合成ベクトルである教示ベクトルV2を算出する(S2604)。
【0246】
S2605において、N個分の入力の終了を確認した後に、学習部103は、図21のS2405からS2408と同様の処理を行い、R個の分布の平均ベクトルM1 k、M2 k及び特徴抽出行列C3 kが相互情報データベースに蓄積を行う(S2606からS2609)。
【0247】
ただし、ここでの特徴抽出行列C3 kは、第1の電子データにおける特徴点の座標と特徴点の座標周辺の領域画像の合成ベクトルにより産出されたものである。
【0248】
次に、実施の形態7におけるオンライン処理について、図24に示す動作フローを用いて説明する。
【0249】
実施の形態7のオンライン処理における、S2700、S2701、S2705からS2707の処理は、図6のS20、S21、S24からS26までの処理と同様であり、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0250】
パラメタ計算部302は、S2701において算出されたベクトルXから、(数11)を用いて、期待値ベクトルEを算出する(S2702)。
【0251】
次に、テンプレートマッチング部303は、R個の分布を持つ要素分布にモデル化したテンプレート画像を作成し(S2703)、S2703によりベクトルEで得られた特徴点の座標周辺でテンプレートマッチングを実行し、第2の電子データにおける特徴点の座標を算出する(S2704)。
【0252】
以後のS2705からS2707の処理は、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0253】
以上説明したように実施の形態7によれば、サンプルの画像を複数の分布に分け、それぞれの分布毎にサンプル画像と、この画像の各特徴点の座標と各特徴点の座標の画像との相関を調べるようにできる。そして、調べた相関を使用して照合用の入力画像の顔における各特徴点の座標を推定できる。そして、さらに推定した特徴点の座標の周辺領域を推定されたテンプレートを用いてマッチングをするという階層的な探索処理により、照合用画像の特徴点の座標の推定ができる。
【0254】
これにより、特徴点の座標の推定における精度の向上が可能であり、テンプレートマッチングの範囲を限定した領域に絞り、しかも一枚のテンプレートだけで行える。この結果、従来の全探索する手法に比べ計算コストの削減が可能となる。
【0255】
(実施の形態8)
本発明の実施の形態8は、サンプルの入力画像が車両であり、実施の形態5と同様に、サンプルの入力画像である入力ベクトルの分布にバラツキが存在する場合に、様々な分布を持つ照合用の入力画像に対応したものである。
【0256】
また、実施の形態8によるデータ照合装置は、実施の形態4及び実施の形態5と同様に、オフライン処理と、オンライン処理に大別される。ここでは、特に、実施の形態1との差異について、図25を用いて説明する。
【0257】
実施の形態8のオフライン処理は、実施の形態5と同様であるので、ここでの説明は省略する。ただし、R個の分布の平均ベクトルM1 k、M2 k及び特徴抽出行列C3 kは、車両画像、ナンバープレート部領域画像及びフロント部領域画像からなる。
【0258】
次に、実施の形態8におけるオンライン処理について、図25に示す動作フローを用いて説明する。
【0259】
実施の形態8のオンライン処理における、S2800、S2801、S2803からS2807の処理は、図6のS20、S21、S23及びS26の処理と同様であり、実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0260】
パラメタ計算部302は、S2801において算出されたベクトルXから、(数11)を用いて、期待値ベクトルEを算出する(S2802)。
【0261】
照合部107は、S2803において算出された特徴点の座標から、車両画像、ナンバープレート部領域画像及びフロント部領域画像を算出し(S2804)、ナンバープレートを読取り(S2805)、車両画像及びナンバープレートの照合を行う(S2806)。
【0262】
以上説明したように、実施の形態8によれば、サンプルの車両画像を複数の分布に分け、それぞれの分布毎にサンプルの車両画像と、この画像の各特徴点の座標の画像との相関を調べるようにし、これらの相関を用いて照合用の車両画像の各特徴点の座標における画像を推定することができる。
【0263】
これにより、照合用の車両画像の分布、つまり特性にバラツキがあっても、正確に各特徴点の座標を推定できる。そして、この推定した各特徴点の座標の画像をテンプレートとしてテンプレートマッチングを行うことで、照合用の車両画像における特徴点の座標を検出できる。
【0264】
なお、実施の形態8では、実施の形態5のデータ照合装置を車両画像照合装置に適用した形態で説明したが、実施の形態6または実施の形態7のデータ照合装置を車両画像照合装置に適用した形態であっても良い。
【0265】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。
【0266】
なお、本発明では、コンピュータがプログラムを読み込むことで実現し、これをフレキシブル等の記憶媒体に記憶して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムで容易に実施することができる。
【0267】
また、本発明を実施するコンピュータをプログラムするために使用できる命令を含む記憶媒体であるコンピュータプログラム製品が本発明の範囲に含まれる。この記憶媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、CDROM、磁気ディスク、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁気光カード、メモリカード又はDVD等であるが、特にこれらに限定されるものではない。
【0268】
また、本発明のパラメタ推定装置を顔画像及び車両画像以外の画像の照合に使用しても良い。
【0269】
また、本発明では、パラメタ推定装置を画像照合に用いたが、入力データとして画像以外のデータを入力することで、本パラメタ推定装置を画像照合以外の照合装置に用いても良い。例えば、入力データとして音声データなどを入力することで、本パラメタ推定装置を音声照合装置に用いても良い。
【0270】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、少ない処理コストで入力画像の特徴点の座標を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるデータ照合装置を示す図
【図2】実施の形態1における学習部を示す図
【図3】実施の形態1にかかるデータ照合装置のオフライン処理の動作フロー図
【図4】実施の形態1においてユーザにより入力される顔の特徴点の座標を示す図
【図5】実施の形態1におけるパラメタ推定部を示す図
【図6】実施の形態1にかかるデータ照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図7】実施の形態1において検出された顔領域を示す図
【図8】実施の形態1においてディスプレイへ出力される図
【図9】本発明の実施の形態2にかかるデータ照合装置のオフライン処理の動作フロー図
【図10】実施の形態2においてユーザにより入力される顔の特徴点の座標を示す図
【図11】実施の形態2にかかるデータ照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図12】本発明の実施の形態3にかかるデータ照合装置のオフライン処理の動作フロー図
【図13】実施の形態3にかかるデータ照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図14】本発明の実施の形態4にかかる車両画像照合装置のオフライン処理の動作フロー図
【図15】実施の形態4においてユーザにより入力される車両画像の特徴点の座標を示す図
【図16】実施の形態4にかかる車両画像照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図17】実施の形態4においてディスプレイへ出力される図
【図18】本発明の実施の形態5にかかるデータ照合装置のオフライン処理の動作フロー図
【図19】実施の形態5にかかるデータ照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図20】実施の形態5にかかる学習部を示す図
【図21】本発明の実施の形態6にかかるデータ照合装置のオフライン処理の動作フロー図
【図22】実施の形態6にかかるデータ照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図23】本発明の実施の形態7にかかるデータ照合装置のオフライン処理の動作フロー図
【図24】実施の形態7にかかるデータ照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図25】実施の形態8にかかる車両画像照合装置のオンライン処理の動作フロー図
【図26】従来の顔の特徴抽出方法の動作フロー図
【図27】目のテンプレートを示す図
【図28】テンプレートによる探索を示す図
【符号の説明】
101 画像入力部
102 パラメタ入力部
103 学習部
104 相関情報データベース
105 パラメタ推定部
106 画像データベース
107 照合部
108 出力部
201 第2の教示ベクトル計算部
202 第1の教示ベクトル計算部
203a、203b 平均ベクトル計算部
204 相互相関情報計算部
205 自己相関情報計算部
206 特徴抽出行列計算部
301 ベクトル計算部
302 パラメタ計算部
303 テンプレートマッチング部
401 分布要素計算部
1302 照合領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a parameter estimation device that extracts a specific parameter from an input pattern, and a data collation device using the parameter estimation device.
[0002]
[Prior art]
The process of extracting a specific parameter from the input pattern is a very general process in pattern information processing. For example, processing for extracting the positions of eyes and nose from a human face image and processing for extracting the position of a license plate from a vehicle image correspond to processing for extracting parameters.
[0003]
Conventionally, the most popular method for such processing is called a collation filter method as summarized below, and many examples of use have been proposed. An example of a facial feature extraction method will be described with reference to FIG.
[0004]
As shown in the operation flow of FIG. 26, first, templates for the eyes and nose are prepared in the
[0005]
First, when an input image is given from the camera (S81), one
[0006]
Then, it is determined whether or not this process has been performed for the entire input image 2001 (S84). Until the entire input image 2001 is performed, the input image 2001 is scanned with the search window 2002 (S85), and the process of S83 is performed.
[0007]
Next, it is determined whether or not the above-described search has been performed for all
[0008]
Next, based on the similarity between the image in the search window 2002 and the
[0009]
As a method based on such a method, for example, there is one described in Non-Patent Document 1.
[0010]
[Non-Patent Document 1]
R. Brunelli, T .; Poggio, “Face Recognition: Features versus Template”, IEEE Trans. Patt. Anal. Machine Intel. , Vol. PAMI-8, pp. 34-43, 1993
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The problem with the conventional method as described above is the processing cost of the computer. If the size of the input image to be searched is S, the template size is T, and normalized correlation is used as the similarity criterion, the time calculation amount requires 2 × T × S operations as the unit operation. To do. For example, in the coordinate extraction of the feature points of a typical face image, even when considering the case of T = 50 × 20 = 1000 (pel) and S = 150 × 150 = 22,500 (pel), 2 × 1000 is obtained only by multiplication. × 22500 = 45 × 1 million times = 45 million times. This means that the computation speed of the computer is improved, but enormous computation costs are required.
[0012]
Many templates used for processing use typical data such as an average of all learning data, and matching often fails depending on the environment. For this reason, there is a method in which a plurality of templates are prepared according to an input pattern, and similarity calculation is performed using a plurality of templates. However, since this method increases the number of processes according to the number of templates, the load becomes large even in view of the processing cost of the computer.
[0013]
The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to accurately obtain the coordinates of feature points of input data at a low processing cost.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention learns in advance the correlation between the sample data and the coordinates of the feature points in the data, and uses the correlation obtained by this learning to determine where the coordinates of the feature points of the input data are. This is what we estimated.
[0015]
Since the same kind of data and the coordinates of the feature points in this data have a certain correlation, the processing cost can be reduced by using the correlation obtained as described above to determine where the coordinates of the feature points of the data are. And can be obtained accurately.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A parameter estimation device according to a first aspect of the present invention includes an image input unit that converts optical data into electronic data, and the coordinates of a first feature point from the first electronic data input from the image input unit. Calculating the autocorrelation information from a plurality of the first electronic data, calculating the cross-correlation information from the plurality of first electronic data and the plurality of coordinates of the first feature points, A feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the second electronic data input from the image input unit from the autocorrelation information and the cross-correlation information is calculated, and a plurality of the first electronic data A learning unit that outputs the first average vector calculated from the second average vector calculated from the coordinates of the plurality of first feature points and the feature extraction matrix, and the first input from the learning unit. Average vector of , The correlation information database storing the second average vector and the feature extraction matrix, the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix. And a parameter estimation unit for estimating the coordinates of the two feature points.
[0017]
Thereby, it is comprised by calculation of an intrinsic parameter only by matrix calculation, and has the effect | action that the coordinate of a feature point can be calculated | required correctly with little processing cost.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the first aspect, the learning unit calculates a first teaching vector that is a vector pattern in which the first electronic data is arranged in a scanning order. A teaching vector calculation unit, a second teaching vector calculation unit that calculates a second teaching vector that is a vector pattern in which the coordinates of the first feature points are arranged in order, and a plurality of the first teaching vectors are averaged An average vector calculation unit that calculates a first average vector and calculates a second average vector obtained by averaging a plurality of the second teaching vectors, and inputs the plurality of the first teaching vectors and the first average vector An autocorrelation information calculation unit that calculates a pseudo inverse matrix of a first covariance matrix that is autocorrelation information of the first teaching vector, a plurality of the first teaching vectors, and the first average vector A plurality of the second teaching vectors and the second average vector, and calculating a second covariance matrix that is cross-correlation information between the first teaching vector and the second teaching vector. A correlation information calculation unit, a pseudo inverse matrix of the first covariance matrix, and the second covariance matrix are input, and a feature is obtained from the pseudo inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix. And a feature extraction matrix calculator that calculates an extraction matrix.
[0019]
Thereby, since the feature extraction matrix for obtaining the coordinates of the feature points can be calculated by matrix calculation, there is an effect that the processing cost can be reduced.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the first aspect or the second aspect, the parameter estimation unit inputs the second electronic data, and the second electronic data is scanned in order. A vector calculation unit for calculating an input vector, which is an arrayed vector pattern, and an expectation including coordinates of the second feature point from the input vector, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix A configuration including a parameter calculation unit that calculates a value vector and a template matching unit that calculates the coordinates of the second feature point from the expected value vector is adopted.
[0021]
Thereby, it has the effect | action that the coordinate of a feature point can be calculated by matrix calculation, without using a some template.
[0022]
A parameter estimation device according to a fourth aspect of the present invention includes an image input unit that converts optical data into electronic data, and the first electronic data input from the image input unit around the coordinates of the first feature point. An autocorrelation information is calculated from a plurality of the first electronic data and a parameter input unit for inputting an image, and a cross-correlation is performed from the plurality of the first electronic data and images around the coordinates of the plurality of the first feature points. A feature extraction matrix for calculating information, and further estimating an image around the coordinates of the second feature point of the second electronic data input from the image input unit from the autocorrelation information and the cross-correlation information Calculating and outputting a first average vector calculated from the plurality of first electronic data, a second average vector calculated from images around the coordinates of the plurality of first feature points, and the feature extraction matrix. With the learning department A correlation information database for storing the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix input from the learning unit; the second electronic data; the first average vector; And a parameter estimation unit that estimates the coordinates of the second feature point using the average vector and the feature extraction matrix.
[0023]
Thereby, since the coordinates of the feature points are obtained from one template, the processing cost can be reduced.
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the fourth aspect, the learning unit calculates a first teaching vector that is a vector pattern in which the first electronic data is arranged in a scanning order. A teaching vector calculation unit, a second teaching vector calculation unit that calculates a second teaching vector that is a vector pattern in which images around the coordinates of the first feature point are arranged in order, and a plurality of the first teaching vectors An average vector calculator that calculates a first average vector obtained by averaging, a second average vector obtained by averaging a plurality of the second teaching vectors, and a plurality of the first teaching vectors and the first average An autocorrelation information calculation unit that inputs a vector and calculates a pseudo inverse matrix of a first covariance matrix that is autocorrelation information of the first teaching vector; a plurality of the first teaching vectors; An average vector, a plurality of the second teaching vectors, and the second average vector are input, and a second covariance matrix that is cross-correlation information between the first teaching vector and the second teaching vector is calculated. A cross-correlation information calculation unit, a pseudo inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix are input, and from the pseudo inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix A feature extraction matrix calculation unit for calculating a feature extraction matrix.
[0025]
Thereby, the calculation for creating the template can be configured only by matrix calculation, and the processing cost can be reduced.
[0026]
According to a sixth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the fourth aspect or the fifth aspect, the parameter estimation unit inputs the second electronic data, and the second electronic data is scanned in order. A vector calculation unit for calculating an input vector that is a vector pattern arranged; and an image around a coordinate of a second feature point from the input vector, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix. A parameter calculation unit for calculating an expected value vector including the image, and calculating an image around the coordinates of the second feature point from the expected value vector, and matching the image around the coordinate of the second feature point A template matching unit that searches for a collation area that is an image area of electronic data and calculates coordinates of the second feature point from the collation area.
[0027]
Thus, since a template is created from an image to be collated, collation can be performed with one template, and processing cost can be reduced.
[0028]
A parameter estimation device according to a seventh aspect of the present invention includes an image input unit that converts optical data into electronic data, coordinates of a first feature point and first coordinates from the first electronic data input from the image input unit. A parameter input unit that inputs an image around the coordinates of one feature point; and autocorrelation information is calculated from the plurality of first electronic data, and the plurality of first electronic data and the plurality of first feature points are calculated. And the second electron input from the image input unit from the autocorrelation information and the cross-correlation information. Calculating a feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the data and an image around the coordinates of the second feature point, and a first average vector calculated from a plurality of the first electronic data; A plurality of said joint vectors A learning unit that outputs the second average vector and the feature extraction matrix to be calculated, and correlation information that accumulates the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix that are input from the learning unit. A database, and a parameter estimation unit that estimates the coordinates of the second feature point using the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix.
[0029]
Thereby, it has the effect | action that the coordinate of a feature point and a template can be calculated | required simultaneously.
[0030]
According to an eighth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the seventh aspect, the learning unit calculates a first teaching vector that is a vector pattern in which the first electronic data is arranged in a scanning order. A teaching vector calculation unit, a second teaching vector calculation unit that calculates a second teaching vector that is a vector pattern in which combined vectors are arranged in order, and a first average vector that averages a plurality of the first teaching vectors An average vector calculation unit that calculates a second average vector obtained by averaging a plurality of the second teaching vectors, a plurality of the first teaching vectors and a first average vector are input, and the first An autocorrelation information calculation unit that calculates a pseudo inverse matrix of a first covariance matrix that is autocorrelation information of the teaching vectors of the plurality of teaching vectors, a plurality of the first teaching vectors, the first average vector, The cross-correlation information for inputting the second teaching vector and the second average vector, and calculating a second covariance matrix that is cross-correlation information between the first teaching vector and the second teaching vector. A calculation unit; and a feature extraction matrix calculation unit that calculates a feature extraction matrix from the pseudo inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix.
[0031]
As a result, the coordinates of the feature points and the template can be obtained only by matrix calculation, and the processing cost can be reduced.
[0032]
According to a ninth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the seventh aspect or the eighth aspect, the parameter estimation unit inputs the second electronic data, and the second electronic data is scanned in order. A vector calculation unit for calculating an input vector that is a vector pattern arranged; a coordinate of a second feature point from the input vector, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix; A parameter calculation unit for calculating an expected value vector including an image around the coordinates of the feature point, and estimating the coordinates of the second feature point and the image around the coordinate of the second feature point from the expected value vector; A collation area that is an image area of the second electronic data that coincides with an image around the coordinates of the second feature point estimated around the coordinates of the second feature point is searched, and the second area is searched from the collation area. And a template matching unit for calculating the feature coordinates.
[0033]
As a result, the vicinity of the estimated feature point coordinates is searched with the template created from the image to be collated, so that the search processing cost can be reduced.
[0034]
A parameter estimation device according to a tenth aspect of the present invention is an image input unit that converts optical data into electronic data, and a parameter that inputs coordinates of a first feature point from the first electronic data input from the image input unit. A set of combined information of the input unit, the first electronic data and the coordinates of the first feature point is divided into a plurality of distributions, and autocorrelation information and a plurality of the first electronic data are Cross-correlation information is calculated from the plurality of first electronic data and the coordinates of the plurality of first feature points, and further, a second input from the image input unit from the auto-correlation information and the cross-correlation information. Calculating a feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the electronic data for each distribution, and a first average vector calculated from the plurality of first electronic data obtained for each distribution; The compound obtained for each distribution A learning unit that outputs a second average vector calculated from the coordinates of the first feature points and the feature extraction matrix obtained for each distribution, and the learning unit that is obtained for each distribution A correlation information database storing one average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix; the second electronic data; the first average vector; the second average vector; and the feature extraction matrix. And a parameter estimation unit that estimates the coordinates of the second feature points for each distribution.
[0035]
Thereby, even when the characteristics of the first electronic data are dispersed, the coordinates of the feature points of the second electronic data can be obtained.
[0036]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the tenth aspect, the learning unit calculates a first teaching vector that is a vector pattern in which the first electronic data is arranged in a scanning order. A teaching vector calculation unit, a second teaching vector calculation unit that calculates a second teaching vector that is a vector pattern in which the coordinates of the first feature points are arranged in order, a plurality of the first teaching vectors and a plurality of the teaching vectors A distribution element calculation unit that creates a plurality of combined vectors from the second teaching vector, and divides the first teaching vector and the second teaching vector into a plurality of distributions based on a probability distribution of the set of the combined vectors; A first average vector obtained by averaging a plurality of the first teaching vectors for each distribution is calculated, and a second average vector obtained by averaging the plurality of the second teaching vectors for each distribution A plurality of first teaching vectors and a first average vector are input for each distribution, and a first covariance matrix that is autocorrelation information of the first teaching vectors is calculated. An autocorrelation information calculation unit for calculating a pseudo inverse matrix for each distribution, a plurality of the first teaching vectors, the first average vector, a plurality of the second teaching vectors, and the second average vector; A cross-correlation information calculation unit that inputs each distribution, calculates a second covariance matrix that is cross-correlation information between the first teaching vector and the second teaching vector for each distribution, and for each distribution, The pseudo-inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix are input, and a feature extraction matrix is extracted from the pseudo-inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix for each distribution. Feature extraction matrix calculation And, including the.
[0037]
Thereby, it has the effect | action that the characteristic extraction matrix suitable for the characteristic of the distributed 1st electronic data can be calculated | required.
[0038]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the tenth aspect or the eleventh aspect, the parameter estimation unit inputs the second electronic data, and the second electronic data is scanned in order. A vector calculation unit for calculating an input vector which is a vector pattern arranged; the input vector; a first average vector classified for each distribution; a second average vector classified for each distribution; and a feature extraction matrix classified for each distribution A parameter calculation unit that calculates an expected value vector including the coordinates of the second feature point, and a template matching unit that calculates the coordinates of the second feature point from the expected value vector.
[0039]
As a result, even if the characteristics of the second electronic data are dispersed, the feature extraction matrix suitable for the dispersed characteristics is used, so that the processing cost can be reduced.
[0040]
A parameter estimation device according to a thirteenth aspect of the present invention includes an image input unit that converts optical data into electronic data, and a first feature point around the coordinates of the first feature point that is input from the image input unit. A set of combined information of a parameter input unit for inputting an image, the first electronic data and an image around the coordinates of the first feature point is divided into a plurality of distributions, and a plurality of the first information is divided for each distribution. Calculate cross-correlation information from autocorrelation information from electronic data and a plurality of the first electronic data and images around the coordinates of the plurality of first feature points, and further, from the autocorrelation information and the cross-correlation information, A feature extraction matrix for estimating an image around the coordinates of the second feature point of the second electronic data input from the image input unit is calculated for each of the distributions, and the plurality of first values obtained for each of the distributions are calculated. Calculated from electronic data A learning unit that outputs a first average vector, a second average vector calculated from images around the coordinates of the plurality of first feature points obtained for each distribution, and the feature extraction matrix obtained for each distribution; A correlation information database that stores the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix that are input from the learning unit obtained for each distribution, the second electronic data, the first electronic data, A parameter estimation unit that estimates the coordinates of the second feature points for each of the distributions using the average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix.
[0041]
Thus, even when the characteristics of the first electronic data are dispersed, the coordinates of the feature points of the second electronic data can be obtained with one template.
[0042]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the thirteenth aspect, the learning unit calculates a first teaching vector that is a vector pattern in which the first electronic data is arranged in a scanning order. A teaching vector calculation unit, a second teaching vector calculation unit that calculates a second teaching vector that is a vector pattern in which images around the coordinates of the first feature point are arranged in order, and a plurality of the first teaching vectors And a plurality of combined vectors from the plurality of second teaching vectors, and a distribution element calculation unit that divides the first teaching vector and the second teaching vector into a plurality of distributions based on a probability distribution of the set of combined vectors A first average vector obtained by averaging a plurality of the first teaching vectors for each distribution, and a second average obtained by averaging the plurality of the second teaching vectors for each distribution. An average vector calculation unit for calculating a vector, a plurality of the first teaching vectors and the first average vector for each distribution, and a first covariance which is autocorrelation information of the first teaching vector An autocorrelation information calculation unit for calculating a pseudo inverse matrix of each matrix for each distribution, a plurality of the first teaching vectors, the first average vector, a plurality of the second teaching vectors, and the second average vector; For each distribution, a cross-correlation information calculation unit that calculates a second covariance matrix that is cross-correlation information between the first teaching vector and the second teaching vector for each distribution, and for each distribution The pseudo-inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix are input, and the feature extraction matrix is obtained from the pseudo-inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix. Feature extraction calculated for each distribution And a matrix calculator.
[0043]
Thereby, it has the effect | action that the characteristic extraction matrix suitable for the characteristic of the distributed 1st electronic data can be calculated | required.
[0044]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the thirteenth aspect or the fourteenth aspect, the parameter estimation unit inputs the second electronic data, and the second electronic data is scanned in order. A vector calculation unit for calculating an input vector which is a vector pattern arranged; the input vector; a first average vector classified for each distribution; a second average vector classified for each distribution; and a feature extraction matrix classified for each distribution A parameter calculation unit that calculates an expected value vector including an image around the coordinates of the second feature point, an image around the coordinates of the second feature point is calculated from the expected value vector, and the second feature A template area is searched for a collation area that is an image area of the second electronic data that coincides with an image around the coordinates of the point, and the coordinates of the second feature point are calculated from the collation area. And a packaging unit.
[0045]
Thereby, even if the characteristics of the second electronic data are dispersed, the coordinates of the second feature point can be obtained with a single template.
[0046]
A parameter estimation device according to a sixteenth aspect of the present invention includes an image input unit that converts optical data into electronic data, coordinates of a first feature point and first coordinates from the first electronic data input from the image input unit. A parameter input unit that inputs an image around the coordinates of one feature point; and a plurality of sets of synthesis information of the first electronic data, the coordinates of the first feature point, and the images around the coordinates of the first feature point For each distribution, autocorrelation information, a plurality of the first electronic data, a plurality of coordinates of the first feature points, and a coordinate of the first feature points are distributed for each of the distributions. The cross-correlation information is calculated from the surrounding image, and the coordinates of the second feature point and the second feature point of the second electronic data input from the image input unit from the auto-correlation information and the cross-correlation information. For estimating the image around the coordinates of An extraction matrix is calculated for each distribution, the first average vector calculated from the plurality of first electronic data obtained for each distribution, and the coordinates of the plurality of first feature points obtained for each distribution And a learning unit that outputs the second average vector calculated from the image around the coordinates of the first feature point and the feature extraction matrix obtained for each distribution, and the learning unit obtained for each distribution. A correlation information database for storing the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix; the second electronic data; the first average vector; the second average vector; and the feature extraction. And a parameter estimation unit that estimates the coordinates of the second feature points for each distribution using a matrix.
[0047]
Thereby, even when the characteristics of the first electronic data are dispersed, the coordinates of the second feature point and the template can be estimated, so that the processing cost of the search using the template can be reduced.
[0048]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the sixteenth aspect, the learning unit calculates a first teaching vector that is a vector pattern in which the first electronic data is arranged in a scanning order. A second teaching vector calculation unit that calculates a second teaching vector that is a vector pattern in which the coordinates of the first feature point and the images around the coordinates of the first feature point are sequentially arranged; A plurality of synthesized vectors are created from a plurality of the first teaching vectors and a plurality of the second teaching vectors, and a plurality of the first teaching vectors and the second teaching vectors are determined by a probability distribution of the set of the synthesized vectors. And a first average vector obtained by averaging a plurality of the first teaching vectors for each distribution, and a plurality of the second teaching vectors for each distribution. An average vector calculation unit for calculating a second average vector obtained by averaging the data, and a plurality of the first teaching vectors and the first average vector for each of the distributions, and autocorrelation of the first teaching vector An autocorrelation information calculation unit that calculates a pseudo inverse matrix of the first covariance matrix, which is information, for each distribution, a plurality of the first teaching vectors, the first average vector, and a plurality of the second teachings A cross-correlation in which a vector and the second average vector are input for each distribution, and a second covariance matrix that is cross-correlation information between the first teaching vector and the second teaching vector is calculated for each distribution. For each distribution, the information calculation unit inputs the pseudo inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix, and the pseudo inverse matrix of the first covariance matrix and the second covariance matrix. The feature extraction matrix from the variance matrix And a feature extraction matrix calculating section for calculating for each fabric.
[0049]
Thereby, it has the effect | action that the characteristic extraction matrix suitable for the characteristic of the distributed 1st electronic data can be calculated | required.
[0050]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the parameter estimation device according to the sixteenth aspect or the seventeenth aspect, the parameter estimation unit inputs the second electronic data, and the second electronic data is scanned in order. A vector calculation unit for calculating an input vector which is a vector pattern arranged; the input vector; a first average vector classified for each distribution; a second average vector classified for each distribution; and a feature extraction matrix classified for each distribution A parameter calculation unit that calculates an expected value vector including the coordinates of the second feature point and an image around the coordinates of the second feature point, and the coordinates of the second feature point and the second from the expected value vector An image around the coordinates of the feature point is calculated, a matching area that is an image area of the second electronic data that matches the image around the coordinates of the second feature point is searched, and the matching area is searched from the matching area. And a template matching unit for calculating a second feature coordinates.
[0051]
As a result, even if the characteristics of the second electronic data are dispersed, the area around the estimated feature point coordinates is searched with the template created from the image to be collated, so that the search processing cost can be reduced. .
[0052]
According to a nineteenth aspect of the present invention, an image input unit that converts optical data into electronic data, a parameter input unit that inputs coordinates of a first feature point from the first electronic data input from the image input unit, Calculating autocorrelation information from a plurality of the first electronic data, calculating cross-correlation information from a plurality of the first electronic data and a plurality of coordinates of the first feature points, and calculating the autocorrelation information and the A feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the second electronic data input from the image input unit from the cross-correlation information is calculated, and the first calculated from a plurality of the first electronic data. An average vector of 1, a second average vector calculated from the coordinates of the plurality of first feature points, and a learning unit that outputs the feature extraction matrix; the first average vector input from the learning unit; Second average vector And the correlation information database for storing the feature extraction matrix, the coordinates of the second feature point using the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix A parameter estimation unit for estimating the image, an image database for storing the first electronic data, a collation area that is an image used for collation from the coordinates of the second electronic data and the second feature points, A data collating apparatus including a collation area and a collation unit that collates a match between the first electronic data stored in the image database.
[0053]
Thereby, the collation area can be calculated from the coordinates of the feature points estimated by the matrix operation, and the processing cost can be reduced.
[0054]
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided an image input unit for converting optical data into electronic data, and a parameter for inputting an image around the coordinates of the first feature point from the first electronic data input from the image input unit. Autocorrelation information is calculated from the input unit and the plurality of first electronic data, and cross-correlation information is calculated from the plurality of first electronic data and images around the coordinates of the first feature points, Further, a feature extraction matrix for estimating an image around the coordinates of the second feature point of the second electronic data input from the image input unit is calculated from the autocorrelation information and the cross-correlation information, and a plurality of feature extraction matrices are calculated. A learning unit that outputs a first average vector calculated from the first electronic data, a second average vector calculated from images around the coordinates of the plurality of first feature points, and the feature extraction matrix; Input from the learning unit A correlation information database for storing the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix; the second electronic data; the first average vector; the second average vector; and the feature. From the parameter estimation unit that estimates the coordinates of the second feature points using an extraction matrix, the image database that stores the first electronic data, the second electronic data, and the coordinates of the second feature points A data collating apparatus including a collation unit that calculates a collation area that is an image used for collation and collates the collation area with the first electronic data stored in the image database.
[0055]
Thereby, the collation region can be calculated from the coordinates of the feature points obtained from one template, and the processing cost can be reduced.
[0056]
According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided an image input unit that converts optical data into electronic data, the coordinates of the first feature points and the first feature points from the first electronic data input from the image input unit. A parameter input unit that inputs an image around the coordinates; and autocorrelation information is calculated from the plurality of first electronic data, the coordinates of the plurality of first electronic data and the plurality of first feature points, and a plurality of Cross-correlation information is calculated from a coupling vector with an image around the coordinates of the first feature point, and a second electronic data input from the image input unit is input from the auto-correlation information and the cross-correlation information. A feature extraction matrix for estimating an image around the coordinates of the feature points and the coordinates of the second feature points is calculated, a first average vector calculated from the plurality of first electronic data, and a plurality of the combined vectors 2nd average calculated from A learning unit that outputs a vector and the feature extraction matrix; a correlation information database that stores the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix that are input from the learning unit; A parameter estimation unit that estimates the coordinates of the second feature point using the electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix; and an image that stores the first electronic data A collation area which is an image used for collation is calculated from the database, the second electronic data and the coordinates of the second feature point, and the collation area and the first electronic data stored in the image database A data collating apparatus including a collation unit for collating the match.
[0057]
As a result, by searching around the coordinates of the estimated feature points using a single template, the search processing cost can be reduced, and the matching area can be calculated from the coordinates of the feature points obtained by template matching, thereby reducing processing costs. Has the effect of being able to
[0058]
According to a twenty-second aspect of the present invention, an image input unit that converts optical data into electronic data, and a parameter input unit that inputs coordinates of a first feature point from the first electronic data input from the image input unit, , Dividing a set of combined information of the first electronic data and the coordinates of the first feature points into a plurality of distributions, and for each distribution, autocorrelation information and a plurality of the plurality of the first electronic data Cross-correlation information is calculated from the first electronic data and the coordinates of the plurality of first feature points, and further, second electronic data input from the image input unit is calculated from the auto-correlation information and the cross-correlation information. A feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point is calculated for each distribution, and a first average vector calculated from the plurality of first electronic data obtained for each distribution, for each distribution The plurality of first characteristics obtained in A learning unit that outputs a second average vector calculated from the coordinates and the feature extraction matrix obtained for each distribution, the first average vector input from the learning unit obtained for each distribution, The second feature using the correlation information database storing the two mean vectors and the feature extraction matrix, the second electronic data, the first mean vector, the second mean vector, and the feature extraction matrix. It is an image used for collation from the parameter estimation part which estimates the coordinate of a point for every said distribution, the image database which accumulate | stores said 1st electronic data, and the coordinate of said 2nd electronic data and said 2nd feature point A data collation apparatus including a collation unit that calculates a collation area and collates the collation area with the first electronic data stored in the image database.
[0059]
Thereby, even when the characteristics of the first electronic data are dispersed, the collation region can be calculated from the coordinates of the feature points estimated by the matrix calculation, and the processing cost can be reduced.
[0060]
A twenty-third aspect of the present invention converts optical data into electronic data.Conversion step toThe aboveConverted in the conversion stepThe coordinates of the first feature point are input from the first electronic data, and autocorrelation information is calculated from the plurality of the first electronic data.Steps to doCalculating cross-correlation information from a plurality of the first electronic data and a plurality of coordinates of the first feature pointsSteps to do, From the autocorrelation information and the cross-correlation informationConverted in the conversion stepCalculate feature extraction matrix for estimating coordinates of second feature point of second electronic dataSteps to doOutputting a first average vector calculated from a plurality of the first electronic data, a second average vector calculated from the coordinates of the plurality of first feature points, and the feature extraction matrix.outputStep and saidOutput in the output stepThe first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix are stored in a correlation information database, and the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction are stored. Estimate the coordinates of the second feature point using a matrixSteps to doThe first electronic data is stored in an image database, and a collation area, which is an image used for collation, is calculated from the second electronic data and the coordinates of the second feature points.Steps to do, Verifying a match between the verification area and the first electronic data stored in the image databaseA matching stepThis is a characteristic data matching method.
[0061]
Thereby, the collation area can be calculated from the coordinates of the feature points estimated by the matrix operation, and the processing cost can be reduced.
[0062]
A twenty-fourth aspect of the present invention converts optical data into electronic data.Conversion step toThe aboveConverted in the conversion stepAn image around the coordinates of the first feature point is input from the first electronic data, and autocorrelation information is calculated from the plurality of the first electronic data.Steps to doCalculating cross-correlation information from images around the coordinates of the plurality of first electronic data and the plurality of first feature points, and further calculating the cross-correlation information from the auto-correlation information and the cross-correlation information.Converted in the conversion stepCalculate a feature extraction matrix for estimating an image around the coordinates of the second feature point of the second electronic dataSteps to doA first average vector calculated from a plurality of the first electronic data, a second average vector calculated from images around the coordinates of the plurality of first feature points, and the feature extraction matrixOutput step to,Output in the output stepThe first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix are stored in a correlation information database, and the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction are stored. Estimate the coordinates of the second feature point using a matrixSteps to doThe first electronic data is stored in an image database, and a collation area, which is an image used for collation, is calculated from the second electronic data and the coordinates of the second feature points.Steps to do, Verifying a match between the verification area and the first electronic data stored in the image databaseA matching stepThis is a data collating method characterized by the above.
[0063]
As a result, by searching around the coordinates of the estimated feature points using a single template, the search processing cost can be reduced, and the matching area can be calculated from the coordinates of the feature points obtained by template matching, thereby reducing processing costs. Has the effect of being able to
[0064]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, optical data is converted into electronic data.Conversion step toThe aboveConverted in the conversion stepInput the coordinates of the first feature point and the image around the coordinates of the first feature point from the first electronic data, and calculate autocorrelation information from the plurality of the first electronic dataSteps to doCalculating cross-correlation information from a plurality of the first electronic data and a combination vector of coordinates of the plurality of first feature points and images around the plurality of coordinates of the first feature points.Steps to doFrom the autocorrelation information and the cross-correlation informationConverted in the converting stepCalculate a feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the second electronic data and an image around the coordinates of the second feature pointSteps to doA first average vector calculated from a plurality of the first electronic data, a second average vector calculated from a plurality of the combined vectors, and the feature extraction matrixOutput step toThe aboveOutput in output stepStoring the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix in a correlation information database, the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the Estimating the coordinates of the second feature point using a feature extraction matrixSteps to doThe first electronic data is stored in an image database, and a collation area, which is an image used for collation, is calculated from the second electronic data and the coordinates of the second feature points.Steps to do, Verifying a match between the verification area and the first electronic data stored in the image databaseAnd having stepsThis is a data collating method characterized by the above.
[0065]
As a result, by searching around the coordinates of the estimated feature points using a single template, the search processing cost can be reduced, and the matching area can be calculated from the coordinates of the feature points obtained by template matching, thereby reducing processing costs. Has the effect of being able to
[0066]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, optical data is converted into electronic data.Conversion step toThe aboveConverted in the conversion stepThe coordinates of the first feature points are input from the first electronic data, and a set of combined information of the first electronic data and the coordinates of the first feature points is divided into a plurality of distributions. Cross-correlation information is calculated from autocorrelation information from a plurality of the first electronic data, a plurality of the first electronic data and coordinates of the plurality of first feature points, and further the autocorrelation information and the cross-correlation From informationConverted in the converting stepA feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the second electronic data is calculated for each distribution.Steps to doA first average vector calculated from the plurality of first electronic data obtained for each distribution, a second average vector calculated from the coordinates of the plurality of first feature points obtained for each distribution, and Output the feature extraction matrix obtained for each distributionOutput step to,It calculated | required for every said distribution output in the said output step.The first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix are stored in a correlation information database, and the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction are stored. Estimate the coordinates of the second feature point for each distribution using a matrixSteps to doThe first electronic data is stored in an image database, and a collation area, which is an image used for collation, is calculated from the second electronic data and the coordinates of the second feature points.Steps to do, Verifying a match between the verification area and the first electronic data stored in the image databaseAnd having stepsThis is a characteristic data matching method.
[0067]
Thereby, even when the characteristics of the first electronic data are dispersed, the collation region can be calculated from the coordinates of the feature points estimated by the matrix calculation, and the processing cost can be reduced.
[0068]
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, a computer converts optical data into electronic data.Conversion step to,Converted by the converting stepInput the coordinates of the first feature point from the first electronic dataShiCalculating autocorrelation information from a plurality of the first electronic dataSteps to doCalculating cross-correlation information from a plurality of the first electronic data and a plurality of coordinates of the first feature pointsShiCalculating a feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the second electronic data input from the autocorrelation information and the cross-correlation informationSteps to doA first average vector calculated from the plurality of first electronic data, a second average vector calculated from the coordinates of the plurality of first feature points, and the feature extraction matrixOutput step toThe aboveOutput in the output stepAccumulating the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix in a correlation information databaseShiThe coordinates of the second feature point are estimated using the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix.Steps to do, Storing the first electronic data in an image databaseShiThe collation area which is an image used for collation is calculated from the coordinates of the second electronic data and the second feature point.Steps to do, Stored in the collation area and the image databaseShiMatch with the first electronic dataAnd step to doIt is a program characterized by this.
[0069]
Thereby, the collation area can be calculated from the coordinates of the feature points estimated by the matrix operation, and the processing cost can be reduced.
[0070]
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, a computer converts optical data into electronic data.Conversion steps and,Converted in the converting stepInput an image around the coordinates of the first feature point from the first electronic dataShiCalculating autocorrelation information from a plurality of the first electronic dataSteps to doCalculating cross-correlation information from a plurality of the first electronic data and images around the coordinates of the plurality of first feature pointsShiFurther, from the autocorrelation information and the cross-correlation informationConverted in the converting stepCalculate a feature extraction matrix for estimating an image around the coordinates of the second feature point of the second electronic dataSteps to doA first average vector calculated from a plurality of the first electronic data, a second average vector calculated from images around the coordinates of the plurality of first feature points, and the feature extraction matrixOutput step toThe aboveOutput in the output stepAccumulating the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix in a correlation information databaseShiThe coordinates of the second feature point are estimated using the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix.Steps to do, Storing the first electronic data in an image databaseShiThe collation area which is an image used for collation is calculated from the coordinates of the second electronic data and the second feature point.Steps to doMatching the matching area with the first electronic data stored in the image databaseAnd step to doIt is a program characterized by this.
[0071]
As a result, by searching around the coordinates of the estimated feature points using a single template, the search processing cost can be reduced, and the matching area can be calculated from the coordinates of the feature points obtained by template matching, thereby reducing processing costs. Has the effect of being able to
[0072]
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, a computer converts optical data into electronic data.Conversion steps and,Converted in the converting stepInput the coordinates of the first feature point and the image around the coordinates of the first feature point from the first electronic dataShiCalculating autocorrelation information from a plurality of the first electronic dataSteps to doCalculating cross-correlation information from a plurality of the first electronic data and a combination vector of coordinates of the plurality of first feature points and images around the plurality of coordinates of the first feature points.Steps to do, From the autocorrelation information and the cross-correlation informationConverted in the conversion stepCalculate a feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the second electronic data and an image around the coordinates of the second feature pointSteps to doA first average vector calculated from a plurality of the first electronic data, a second average vector calculated from a plurality of the combined vectors, and the feature extraction matrixOutput step toThe aboveOutput in the output stepAccumulating the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix in a correlation information databaseShiThe coordinates of the second feature point are estimated using the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix.Steps to do, Storing the first electronic data in an image databaseShiThe collation area which is an image used for collation is calculated from the coordinates of the second electronic data and the second feature point.Steps to doMatching the matching area with the first electronic data stored in the image databaseAnd step to doIt is a program characterized by this.
[0073]
As a result, by searching around the coordinates of the estimated feature points using a single template, the search processing cost can be reduced, and the matching area can be calculated from the coordinates of the feature points obtained by template matching, thereby reducing processing costs. Has the effect of being able to
[0074]
According to a thirtieth aspect of the present invention, a computer converts optical data into electronic data.Conversion steps andThe aboveConverted in the conversion stepInput the coordinates of the first feature point from the first electronic dataShi, Dividing a set of combined information of the first electronic data and the coordinates of the first feature points into a plurality of distributions, and for each distribution, autocorrelation information and a plurality of the plurality of the first electronic data Cross-correlation information is calculated from the first electronic data and the coordinates of the plurality of first feature pointsShiFurther, from the autocorrelation information and the cross-correlation informationConverted in the converting stepA feature extraction matrix for estimating the coordinates of the second feature point of the second electronic data is calculated for each distribution.Steps to doA first average vector calculated from the plurality of first electronic data obtained for each distribution, a second average vector calculated from the coordinates of the plurality of first feature points obtained for each distribution, and Output the feature extraction matrix obtained for each distributionOutput step toThe aboveObtained for each distribution output in the output stepAccumulating the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix in a correlation information databaseShiThe coordinates of the second feature point are estimated for each distribution using the second electronic data, the first average vector, the second average vector, and the feature extraction matrix.Steps to do, Storing the first electronic data in an image databaseShiThe collation area which is an image used for collation is calculated from the coordinates of the second electronic data and the second feature point.Steps to doVerifying a match between the verification region and the first electronic data stored in the image database;,It is a program characterized by causing
[0075]
Thereby, even when the characteristics of the first electronic data are dispersed, the collation region can be calculated from the coordinates of the feature points estimated by the matrix calculation, and the processing cost can be reduced.
According to a thirty-first aspect of the present invention, sample face image input means for inputting a sample face image as a sample, feature point input means for inputting feature points of the sample face image, and collation for newly estimating the feature points Collation face image input means for inputting a target face image, synthesis information of the sample face image and the feature point is divided into a plurality of face image distributions, face image autocorrelation information of the sample face image, and the sample face image And face image cross-correlation information between the feature image and the facial image learning means for each facial image distribution, and the facial image auto-correlation information and the facial image cross-correlation information obtained for each facial image distribution. A face image parameter estimating means for estimating the feature point of the collation target face image, an image database storing the sample face image, coordinates of the collation target face image and the feature point of the collation target face image Calculating a matching region that is an image to be used for al matching is data matching apparatus comprising, a collating means for collating a match with the stored sample face images in the image database and the verification area.
In a thirty-second aspect of the present invention, the face image learning means is configured to combine a face image of a first teaching vector obtained by vectorizing the sample face image and a second teaching vector obtained by vectorizing feature points of the sample face image. A face image mixture distribution model that comprises a plurality of face image element distributions of the face image synthesis vector is constructed, and the face image autocorrelation information belonging to each face image element distribution is determined as the first teaching vector. The face image cross-correlation information is obtained by obtaining a covariance matrix of the first teaching vector and the second teaching vector, and the face image parameter estimating means The feature point of the face image to be collated is estimated using the face image autocorrelation information and the face image cross-correlation information belonging to each face image element distribution. 1 is a data verification apparatus according.
[0076]
(Embodiment 1)
In the first embodiment of the present invention, a case where the parameter estimation device is applied to a data collating device will be described.
[0077]
FIG. 1 is a diagram showing a data collating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0078]
The
[0079]
The
[0080]
The
[0081]
The
[0082]
The
[0083]
The
[0084]
The
[0085]
The
[0086]
The data collating apparatus according to the first embodiment will be described below. In the face image collation, it is important to accurately obtain the position where the face exists from the electronic data input from the
[0087]
Therefore, in the first embodiment, attention is paid to the fact that there is a correlation between the face image that is input electronic data and the coordinates of feature points such as eyes, nose, eyebrows, and mouth that are unique parameters in the face image. It is what. In other words, if the correlation between the coordinates of the unique parameters of the face image is obtained in advance, it is possible to obtain the feature point coordinates that are unique parameters even if an unknown face image is input. It is what.
[0088]
That is, in the first embodiment, the correlation between the face image that is the sample and the coordinates of the feature points in the sample face image is learned in advance, and the
[0089]
Further, in the first embodiment, by estimating the correlation between the face images that are a plurality of samples and the coordinates of the feature points in the plurality of face images, the coordinates of the feature points in the matching face image are estimated. The accuracy has been improved.
[0090]
Specifically, the processing of the data collating apparatus according to the first embodiment is roughly divided into offline processing and online processing.
[0091]
In the offline processing, the correlation between the face images of a plurality of samples and the coordinates of the feature points of the face image is calculated in advance.
[0092]
The online processing uses the correlation calculated in the offline processing to estimate the feature point coordinates from the matching face image input from the
[0093]
Next, offline processing will be described. The offline processing is processing using the
[0094]
Next, offline processing performed by the data collating apparatus will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
[0095]
First, the configuration of the
[0096]
The
[0097]
Further, the
[0098]
The average
[0099]
The cross-correlation
[0100]
The autocorrelation
[0101]
The feature
[0102]
Next, the offline processing operation of the data collating apparatus will be described with reference to FIG.
[0103]
First, the
[0104]
However, electronic data different from the first electronic data can be input to the
[0105]
Next, the first teaching
[0106]
[Expression 1]
Next, a display included in the
[0107]
Here, the coordinates of the feature points of the input face are shown in FIG. Based on the origin O1208 of the face image 1201, the coordinates (X coordinate, Y coordinate) of the right eyebrow 1202, the
[0108]
Next, the second teaching
[0109]
Next, the
[0110]
Next, the average
[0111]
The average
[0112]
[Expression 2]
[Equation 3]
Next, the autocorrelation
[0113]
[Expression 4]
Further, the cross-correlation
[0114]
[Equation 5]
Next, the feature extraction
[0115]
[Formula 6]
Then, the feature extraction
[0116]
Next, online processing will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
[0117]
The
[0118]
The
[0119]
Further, the
[0120]
The purpose of online processing is to estimate the feature point coordinates, which are parameters specific to the input, from the input face image, and obtain the face region that is the face region image used for matching from the estimated feature point coordinates. In other words, the obtained face area is collated with an image registered in the
[0121]
First, the
[0122]
Next, the
[0123]
[Expression 7]
Here, (Equation 7) is an expression for calculating the coordinates of the feature points of the matching image using the cross-correlation between the N face images and the coordinates of the feature points of the face image obtained by the offline processing.
[0124]
Here, the calculation cost of the present invention is calculated in the same example as the calculation cost calculation by template matching. A case where the input image size is 150 × 150 pixels × 22,500 pixels, and the coordinates of both eyes (right eye X coordinate, right eye Y coordinate, left eye X coordinate, left eye Y coordinate) are estimated for a total of four dimensions with respect to the input. Suppose. In this case, when a vector obtained by converting a 150 × 150 input image into a vertical column is substituted into (Equation 7) and multiplication is used as a unit operation, CThreeIs a matrix of 22,500 vertical x 4 horizontal, (X-M1) Is a 22500-dimensional vector, the number of multiplications is 4 × 22500 = 90000 (pel). In other words, the multiplication alone results in a calculation cost that is 1/500 of the template match, and the effect is great.
[0125]
Here, the reason why the coordinates of the feature point can be estimated by calculation using (Equation 7) will be described.
[0126]
The expected value vector E indicating the coordinates of the feature points obtained by (Equation 7) is the teaching vector V1And teaching vector V2Is the same as the expected value of the output obtained for the input vector data X when learning using Bayesian estimation under the assumption that the distribution of the two vectors is a normal distribution.
[0127]
Bayesian estimation is a statistical estimation method in which a parameter distribution and an appropriate loss function are defined and estimation is performed so that the expected value of the loss function is minimized. That is, it can be said that the most likely output value for the input vector data X can be estimated by (Equation 7).
[0128]
Next, the
[0129]
Next, the
[0130]
Here, an example of the detected face area for comparison is shown in FIG. In the present embodiment, a square region whose center is the nose coordinate 1303 and whose length of one side is twice the distance a between both eyes and whose upper and lower sides are parallel to a straight line connecting both eyes is collated. It is determined as a collation area 1302 which is an area used for.
[0131]
Next, the
[0132]
The eigenface method normalizes the size of the reference image, sets the gray value of all the pixels as an N-dimensional vector, compresses the information amount as F-dimensional information where 0 <F <N from all the reference images, The face subspace is generated by a statistical method called principal component analysis. Then, a region having a high face existence probability is normalized from the input image, the orthogonal distance from the face partial space is set as the similarity, and the person is recognized by the position of the projection destination on the face partial space.
[0133]
An output example of the
[0134]
As described above, according to the first embodiment, using the correlation between the sample face image, which is the first electronic data previously learned by offline processing, and the coordinates of the feature points in the sample face image, the image input unit The coordinates of the feature points in the collation face image that is the second electronic data photographed in 101 can be estimated.
[0135]
Then, a face area for collation is obtained from the coordinates of the estimated feature points as described above, and the face area image for collation obtained is compared with the face image in the
[0136]
In addition, a unique parameter for the input vector can be estimated by three matrix operations. In other words, since it can be estimated at a much lower calculation cost than a search using conventional template matching, a desired parameter can be estimated with much fewer calculations than with the conventional method, and face images can be matched with fewer calculations.
[0137]
According to the first embodiment, the autocorrelation information is obtained from the covariance matrix of the first teaching vector, the cross correlation information is obtained from the covariance matrix of the first teaching vector and the second teaching vector, A feature extraction matrix is obtained from the correlation information and the cross-correlation information, and the coordinates of the feature points of the face image for matching are obtained from the average vector of the first teaching vector, the average vector of the second teaching vector, the feature extraction matrix and the input vector data. Can be calculated. In this way, autocorrelation information, cross-correlation information, feature extraction matrix, average vector of the first teaching vector, average vector of the second teaching vector, and coordinates of feature points of the face image for matching are simply calculated by matrix calculation. In other words, since the calculation can be performed only by multiplication, the processing cost of the computer becomes very small.
[0138]
In the first embodiment, the parameters are estimated using the above-described (Equation 1) to (Equation 7), but the correlation between the sample face image and the coordinates of the feature points in the sample face image is obtained in advance. The same effect can be obtained even if an expression other than (Expression 1) to (Expression 7) is used as long as it is an expression for estimating a parameter using the obtained correlation.
[0139]
It should be noted that it is possible to estimate the coordinates of feature points other than the first electronic data which is sample image data.
[0140]
(Embodiment 2)
The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in the teaching vector V.2In the second embodiment, the teaching vector V is obtained from the area image around the coordinates of the facial feature points.2And a template suitable for the face image for verification is automatically generated from the image for verification.
[0141]
As a result, matching processing with a single template becomes possible, and the calculation cost can be reduced at each stage as compared with the case of using a plurality of templates as in the prior art.
[0142]
Specifically, in the second embodiment, feature points such as eyes, nose, mouth, and eyebrows in the sample face image and the sample face image, which are first electronic data previously captured by the
[0143]
Next, the second embodiment estimates the coordinates of the feature points of the face image for collation by matching the obtained template with the face image for collation, and obtains a face area image that is an area used for collation. .
[0144]
In the second embodiment, the face image as the second electronic data is collated by comparing the face area image with an image in the
[0145]
Hereinafter, the data collating apparatus according to the second embodiment will be described in detail.
[0146]
Moreover, since the figure which shows the structure of the data collation apparatus concerning Embodiment 2 is the same as that of the data collation apparatus of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.
[0147]
Further, the data collating apparatus according to the second embodiment is roughly divided into offline processing and online processing, as in the first embodiment. Here, in particular, differences from the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0148]
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation flow of offline processing according to the second embodiment, and FIG. 10 is a diagram illustrating a region image that is an image around the coordinates of feature points from a sample face image that is first electronic data. FIG. 11 is a diagram showing an operation flow of online processing.
[0149]
In the offline processing of the second embodiment, the processing from S90 to S92 is the processing from S10 to S12 shown in FIG. 3, and the processing from S94 to S98 is the same as the processing from S15 to S19 shown in FIG. The description here is omitted.
[0150]
Next, as shown in FIG. 10, the second teaching
[0151]
With reference to the origin O1402 of the face image 1401, the coordinates of the right eyebrow 1403a,
[0152]
The second teaching
[0153]
As a determination method when each region image is rectangular, the width and height of each region are determined based on the obtained distance b between the eyes in FIG. 7, and the region is set around the coordinates of the feature points. To do. The width of the eyebrows is a / 2, the height is a / 4, the width of the eye is a / 2, the height is a / 4, the width of the nose is a × 2/3, the height Is a × 2/3, the width of the mouth is a, and the height is a / 2.
[0154]
Thus, by using the distance a between the eyes as a reference, it is possible to determine each region image regardless of the size of the face displayed in the face image of FIG.
[0155]
Next, the second teaching
[0156]
However, in S97, the obtained feature extraction matrix CThreeIs the teaching vector V2This is a parameter for extracting a region image.
[0157]
Next, online processing according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Since the processing from S110 to S112 is the same as the processing from S20 to S22 in FIG. 6, a description thereof is omitted here.
[0158]
The expected value vector E created in S112 is the teaching vector V obtained in the offline process S95.1, V2Mean vector M1, M2And the feature extraction matrix C obtained in S97ThreeAnd the combined vector of the template image of the coordinates of each feature point in the face image for matching, which is the second electronic data using the vector X obtained in S111 of the online processing. Therefore, the
[0159]
Next, the
[0160]
Note that the template matching process is a process of selecting a region having the highest correlation with the template image when the input window 2001 is scanned with the search window 2002 and an image in the search window is input as shown in FIG. is there. Correlation calculation used for template matching uses, for example, SAD correlation calculation (Equation 8), normalized correlation calculation (Equation 9), or the like. In (Equation 8) and (Equation 9), X is an image in the search window, and T is a template image.
[0161]
[Equation 8]
[Equation 9]
Since the subsequent processing from S115 to S117 is the same as the processing from S24 to S26 in FIG. 6, the description thereof is omitted here.
[0162]
According to the second embodiment, the correlation between the sample image and the specific area image of the sample image is learned, the specific area image of the matching face image is estimated using this correlation, and the estimated matching face is estimated. A specific area image of the image can be used as a template image. As a result, a template image can be automatically generated from the matching face image itself, so matching processing with a single template becomes possible, and compared to the case of using a plurality of templates such as a multi-template as in the past, It is possible to reduce the calculation cost.
[0163]
Further, according to the second embodiment, the feature extraction matrix obtained from the autocorrelation information and the cross-correlation information of the first teaching vector and the second teaching vector, the average vector of the first teaching vector, the second teaching vector The coordinate of the feature point of the face image for collation can be calculated from the average vector and the vector data of the face image for collation. In this way, the unique parameters can be calculated simply by matrix operation, that is, by multiplication, so that the processing cost of the computer becomes very small.
[0164]
Further, when the second embodiment of the present invention is used for template image estimation in template matching, a specific image assumed from an input image is estimated, and matching processing using this as a template becomes possible. In other words, since processing can be performed with one template pattern, as compared with the multi-template method that prepares a plurality of templates with different patterns and sizes corresponding to the diversity of input images, as in conventional template matching, Calculation cost can be reduced.
[0165]
(Embodiment 3)
In the third embodiment of the present invention, the teaching vector V2In the first embodiment, the coordinates of the facial feature points are obtained from the coordinates of the facial feature points. In the second embodiment, the coordinates of the facial feature points and the facial feature points are obtained. A teaching vector V from a combined vector of region images around the coordinates2Is to ask for.
[0166]
The teaching vector V thus obtained is2The coordinates of the feature point of the face image for matching are estimated from the template, and the template suitable for the face image for matching is automatically generated from the image for matching, and the peripheral area of the coordinates of the estimated feature point is automatically generated. Is used for matching.
[0167]
Thus, the template search range is limited, and matching processing with a single template becomes possible. As a result, the calculation cost can be reduced at each stage as compared with the conventional method of searching the entire region of the face image for verification or using a plurality of templates.
[0168]
Hereinafter, the data collating apparatus according to the third embodiment will be described in detail.
[0169]
Moreover, since the figure which shows the structure of the data collation apparatus concerning Embodiment 3 is the same as that of the data collation apparatus of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.
[0170]
Further, the data collating apparatus according to the third embodiment is roughly divided into offline processing and online processing as in the first embodiment. Here, in particular, differences from the first embodiment and the second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0171]
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation flow of offline processing according to the third embodiment, and FIG. 13 is a diagram illustrating an operation flow of online processing.
[0172]
In the offline processing, the processing from S1200 to S1202 is the same as the processing from S10 to S12 shown in FIG. 3, and the processing from S1205 to S1209 is the same as the processing from S15 to S19 shown in FIG. The description in is omitted.
[0173]
As shown in FIG. 10, the
[0174]
Next, the
[0175]
However, the feature extraction matrix C obtained in S1208ThreeIs the teaching vector V2Since it is created using, the coordinates of the feature points and the parameters for extracting the region image are used.
[0176]
Next, online processing will be described with reference to FIG. The processing from S1300 to S1303 is the same as the processing from S20 to S23 in FIG. 6, and the processing from S1306 to S1308 is the same as the processing from S24 to S26 in FIG.
[0177]
The expected value vector E created in S1302 is the teaching vector V obtained in the offline process S16.1, V2Mean vector M1, M2And a feature extraction matrix C for extracting the feature point coordinates and area image obtained in S1208.ThreeAnd the combined vector of the template image of the coordinates of each feature point in the face image for matching, which is the second electronic data using the vector X obtained in S1301 of the online processing. For this reason, the
[0178]
Next, the
[0179]
As in the first embodiment, the correlation calculation used for template matching uses SAD correlation calculation (Formula 8), normalized correlation calculation (Formula 9), and the like.
[0180]
As described above, according to the third embodiment, the coordinate vector of each feature point in the face image for matching and the combined vector of the area image of the coordinate of each feature point are estimated, and each estimated face The search range can be limited around the coordinates of the feature points.
[0181]
Furthermore, it is possible to perform a hierarchical search such that a template matching search is performed on the limited search range using a region image of the estimated coordinates of each feature point as a template.
[0182]
As described above, the hierarchical search improves the detection accuracy, the search range can be reduced, and the template to be used is also estimated, so that detection can be performed with a lower calculation cost than in the past.
[0183]
Further, according to the third embodiment, the autocorrelation information is obtained by obtaining the covariance matrix of the first teaching vector, and the cross correlation is obtained by obtaining the covariance matrix of the first teaching vector and the second teaching vector. You are asked for information. As a result, autocorrelation information and cross-correlation information can be obtained simply by matrix operation, that is, by multiplication, and the processing cost is greatly reduced.
[0184]
(Embodiment 4)
Embodiment 4 of the present invention is a vehicle image collation device in which a parameter estimation device is applied to vehicle image collation.
[0185]
The vehicle image collation device detects the coordinates of feature points such as license plates, lights, and driver's seats from Bayesian estimation from an image such as a light and shade pattern including a vehicle on a road photographed by the
[0186]
Moreover, since the figure which shows the structure of a vehicle image collation apparatus is the same as that of FIG. 1 by Embodiment 1, description here is abbreviate | omitted.
[0187]
The processing of the vehicle image matching device can be broadly divided into offline processing and online processing. In the following, portions different from the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0188]
FIG. 14 is a diagram illustrating an operation flow of offline processing according to the fourth embodiment. The processes in S1401 and S1405 to S1408 in FIG. 14 are the same as those in the first embodiment, and are the same as the processes in S11 and S16 to S19 in FIG.
[0189]
First, the
[0190]
Next, the first teaching
[0191]
Next, a display including the coordinates of the feature points of the vehicle image in the
[0192]
Here, FIG. 15 shows the coordinates of the feature points of the vehicle image. As the coordinates of the feature points in the vehicle on the
[0193]
Next, the second teaching
[0194]
Next, the
[0195]
Thereafter, the processing from S1405 to S1408 is the same as the processing from S16 to S19 shown in FIG. 3, and is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
[0196]
Next, online processing will be described using the operation flow shown in FIG.
[0197]
The purpose of the online processing is to estimate the coordinates of the feature points to be obtained from the input vehicle image, and to analyze and store the vehicle image, the license plate, and the image of the front part using the coordinates of the feature points.
[0198]
The processes from S1900 to S1903 and S1907 in FIG. 16 are the same as the processes from S20 to S23 and S26 in FIG. 6 and are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
[0199]
The collating
[0200]
Next, the
[0201]
Further, the
[0202]
FIG. 17 shows a display example of the input image 1802, the vehicle image 1804, the license plate area image and the reading result 1805, the matching result 1806, and the front area image 1807.
[0203]
As described above, according to the fourth embodiment, the input vehicle image and the coordinates of the estimated feature points are illustrated, and the image of the entire vehicle, the license plate image and the license plate based on the feature point coordinates. It is possible to easily grasp the vehicle information and the driver's situation by reading the characters of the part, displaying the collation result with the vehicle registered in advance, and displaying enlarged images of the driver seat and passenger seat images.
[0204]
In the fourth embodiment, the parameter estimation method of the first embodiment is used. However, the second embodiment or the third embodiment may be applied to a vehicle image matching device.
[0205]
(Embodiment 5)
The fifth embodiment of the present invention corresponds to a collation input image having various distributions when there is variation in the distribution of input vectors that are sample input images.
[0206]
Specifically, the composite information of the sample input image and the feature point coordinates is divided into a plurality of distributions, and the correlation between the matching image and the feature point coordinates of the matching image is examined for each distribution. The coordinates of the feature points of the verification image are obtained using these correlations.
[0207]
Further, the data collating apparatus according to the fifth embodiment is roughly divided into offline processing and online processing, as in the first embodiment. Here, in particular, differences from the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0208]
Further, since the diagram showing the configuration of the data collating apparatus is the same as that of the data collating apparatus according to the first embodiment, description thereof is omitted here. However, the
[0209]
FIG. 18 is a diagram showing an operation flow of offline processing according to the fifth embodiment, and FIG. 19 is a diagram showing an operation flow of online processing.
[0210]
The processing from S2100 to S2104 in the offline processing is the same as the processing from S10 to S15 shown in FIG.
[0211]
After confirming the input of the first electronic data for N pieces in S2104, the distribution
[0212]
Next, the distribution
[0213]
The average
[0214]
That is, the average
[0215]
In addition, the average
[0216]
For this calculation, an EM (Expectation Maximization) algorithm is usually used. Bishop, Oxford, “Neural Networks for Pattern Recognition”, pages 59-73 (1995).
[0217]
Next, the autocorrelation
[0218]
[Expression 10]
Next, the feature
[0219]
Next, the
[0220]
Next, online processing in the fifth embodiment will be described using the operation flow shown in FIG.
[0221]
The processes of S2200, S2201, S2203 to S2206 in the online process of the fifth embodiment are the same as the processes from S20, S21, S23 to S26 of FIG. 6, and are the same as those of the first embodiment. Description of is omitted.
[0222]
The
[0223]
## EQU11 ##
The expected value vector E of the feature point coordinates obtained by (Equation 11) is the teaching vector V1And teaching vector V2Is equal to the expected value of the output obtained for the input vector data X when learning using Bayesian estimation under the assumption that the distribution of the two vectors in the combined vector is a mixed normal distribution. Bayesian estimation is a statistical estimation method that defines a distribution of parameters and an appropriate loss function, and estimates such that the expected value of the loss function is minimized. That is, it can be said that the most likely output value for the input vector data X can be estimated by (Equation 11).
[0224]
Since the subsequent processing from S2203 to S2206 is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0225]
As described above, according to the fifth embodiment, the sample input image is divided into a plurality of distributions, and the correlation between the sample input image and the coordinates of the feature points of the input image is examined for each distribution. Using these correlations, the coordinates of the feature points of the input image for verification can be estimated. Thereby, even if the distribution of the input image for collation, that is, the characteristics vary, the coordinates of the feature points can be estimated accurately.
[0226]
Further, as shown in (Equation 11), a unique parameter of the input vector can be estimated by direct calculation by matrix operation. In this way, compared to the conventional search by repeated operation using template matching, the effect is very large because it can be estimated with a very low calculation cost and with a very high accuracy because of using a mixed distribution model. .
[0227]
Further, according to the fifth embodiment, the cross-correlation information for each element distribution can be obtained simply by matrix operation, that is, by multiplication.
[0228]
(Embodiment 6)
The sixth embodiment of the present invention corresponds to the case where there is a variation in the distribution of input vectors, which are sample input images, as in the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the teaching vector V2Whereas a face is obtained from the coordinates of each feature point, the sixth embodiment is similar to the second embodiment in that the teaching vector V is obtained from the area image around the coordinates of the face feature points.2And a template suitable for the face image for verification is automatically generated from the image for verification.
[0229]
Specifically, the composite information of the sample input image and the region image around the coordinates of the facial feature points is divided into a plurality of distributions, and for each distribution, the matching image and the feature point of the matching image The correlation with the coordinates is examined, and the coordinates of the feature points of the verification image are obtained using these correlations.
[0230]
In addition, the data collating apparatus according to the sixth embodiment is roughly divided into offline processing and online processing, as in the second and fifth embodiments. Here, in particular, differences from the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0231]
In the offline processing of the sixth embodiment, the processing from S2400 to S2402 and S2404 is the same as the processing from S10 to S12 and S15 in FIG. . Also, the processing from S2405 to S2408 is the same as the processing from S2105 to S2108 in FIG.
[0232]
The second teaching
[0233]
Next, in S2404, after confirming the end of N inputs, the
[0234]
However, the feature extraction matrix C hereThree kIs produced by an area image around the coordinates of the facial feature points.
[0235]
Next, online processing in the sixth embodiment will be described with reference to the operation flow shown in FIG.
[0236]
The processing from S2500, S2501, S2505 to S2507 in the online processing of the sixth embodiment is the same as the processing of S20, S21, S24 to S26 in FIG. 6, and is the same as that of the first embodiment. Description of is omitted.
[0237]
The
[0238]
Next, the
[0239]
Since the subsequent processing from S2505 to S2507 is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0240]
As described above, according to the sixth embodiment, the sample image is divided into a plurality of distributions, and the correlation between the sample image and each part of the image is examined for each distribution. By using this, it is possible to estimate an image at each part of the input image for verification. Thereby, even if the distribution of the input image for verification, that is, the characteristics vary, each part can be estimated accurately. Then, by performing template matching using the estimated image of each part as a template, it is possible to detect the coordinates of the feature points in the input image for verification.
[0241]
(Embodiment 7)
The seventh embodiment of the present invention corresponds to the case where there is a variation in the distribution of input vectors, which are sample input images, as in the fifth embodiment. Teaching vector V2In the fifth embodiment, the coordinates are obtained from the coordinates of each feature point of the face, and in the sixth embodiment, the area around the coordinates of the facial feature points is obtained. 3, the teaching vector V is calculated from the coordinates of the facial feature points and the combined vectors of the region images around the facial feature point coordinates.2Ask for. And the obtained teaching vector V2Is used to estimate the coordinates of the feature points of the matching face image, and a template suitable for the matching face image is automatically generated from the matching image. Then, matching is performed using a template that automatically generates a peripheral area of the coordinates of the estimated feature points.
[0242]
As a result, the template search range is limited and matching processing can be performed with a single template. Compared to the conventional search for the entire region of the face image for matching and the use of multiple templates. The calculation cost can be reduced at each stage.
[0243]
Further, the data collating apparatus according to the seventh embodiment is roughly divided into an offline process and an online process as in the third and fifth embodiments. Here, differences from the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0244]
In the offline processing according to the seventh embodiment, the processing from S2600 to S2602 and S2605 is the same as the processing from S10 to S12 and S15 in FIG. .
[0245]
The second teaching
[0246]
In S2605, after confirming the end of N inputs, the
[0247]
However, the feature extraction matrix C hereThree kIs generated by the combined vector of the feature point coordinates in the first electronic data and the region image around the feature point coordinates.
[0248]
Next, online processing in the seventh embodiment will be described using the operation flow shown in FIG.
[0249]
In the online processing of the seventh embodiment, the processing from S2700, S2701, S2705 to S2707 is the same as the processing from S20, S21, S24 to S26 in FIG. Description of is omitted.
[0250]
The
[0251]
Next, the
[0252]
Since the subsequent processing from S2705 to S2707 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0253]
As described above, according to the seventh embodiment, the sample image is divided into a plurality of distributions, and for each distribution, the sample image, the coordinates of the feature points of the image, and the images of the coordinates of the feature points are You can check the correlation. Then, the coordinates of each feature point in the face of the input image for verification can be estimated using the examined correlation. Further, the coordinate of the feature point of the matching image can be estimated by a hierarchical search process in which matching is performed using the estimated template in the peripheral area of the estimated feature point coordinate.
[0254]
As a result, the accuracy in estimating the coordinates of feature points can be improved, and the template matching range can be narrowed down to a limited region, and only one template can be used. As a result, the calculation cost can be reduced as compared with the conventional full search method.
[0255]
(Embodiment 8)
In the eighth embodiment of the present invention, the input image of the sample is a vehicle, and in the same way as in the fifth embodiment, when there is variation in the distribution of the input vector that is the input image of the sample, collation having various distributions is performed. This corresponds to the input image.
[0256]
Further, the data collating apparatus according to the eighth embodiment is roughly divided into an offline process and an online process as in the fourth and fifth embodiments. Here, differences from the first embodiment will be particularly described with reference to FIG.
[0257]
Since the off-line processing of the eighth embodiment is the same as that of the fifth embodiment, description thereof is omitted here. However, an average vector M of R distributions1 k, M2 kAnd feature extraction matrix CThree kConsists of a vehicle image, a license plate area image and a front area image.
[0258]
Next, online processing according to Embodiment 8 will be described using the operation flow shown in FIG.
[0259]
In the online processing of the eighth embodiment, the processing from S2800, S2801, S2803 to S2807 is the same as the processing of S20, S21, S23, and S26 in FIG. Description is omitted.
[0260]
The
[0261]
The
[0262]
As described above, according to the eighth embodiment, the sample vehicle image is divided into a plurality of distributions, and the correlation between the sample vehicle image and the image of the coordinates of each feature point of each image is calculated for each distribution. It is possible to estimate the image at the coordinates of each feature point of the vehicle image for verification using these correlations.
[0263]
As a result, the coordinates of each feature point can be accurately estimated even if the distribution of the vehicle image for verification, that is, the characteristics vary. Then, by performing template matching using the estimated image of the coordinates of each feature point as a template, the coordinates of the feature points in the vehicle image for verification can be detected.
[0264]
In the eighth embodiment, the data collating apparatus according to the fifth embodiment is applied to the vehicle image collating apparatus. However, the data collating apparatus according to the sixth embodiment or the seventh embodiment is applied to the vehicle image collating apparatus. It may be in the form.
[0265]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
[0266]
In the present invention, it is realized by a computer reading a program, and this can be easily implemented in another independent computer system by storing it in a flexible storage medium and transferring it.
[0267]
Also included within the scope of the invention are computer program products that are storage media containing instructions that can be used to program a computer that implements the invention. The storage medium is a flexible disk, an optical disk, a CDROM, a magnetic disk, a ROM, a RAM, an EPROM, an EEPROM, a magnetic optical card, a memory card, a DVD, or the like, but is not particularly limited thereto.
[0268]
Moreover, you may use the parameter estimation apparatus of this invention for collation of images other than a face image and a vehicle image.
[0269]
In the present invention, the parameter estimation device is used for image collation. However, the parameter estimation device may be used for a collation device other than image collation by inputting data other than images as input data. For example, the parameter estimation apparatus may be used as a voice collation apparatus by inputting voice data or the like as input data.
[0270]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the coordinates of the feature points of the input image can be accurately obtained with a small processing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a data collating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a learning unit in the first embodiment
FIG. 3 is an operation flow diagram of offline processing of the data collating apparatus according to the first embodiment;
4 is a diagram showing coordinates of facial feature points input by a user in Embodiment 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a parameter estimation unit in the first embodiment.
FIG. 6 is an operation flowchart of online processing of the data collating apparatus according to the first embodiment;
7 is a diagram showing a face area detected in the first embodiment; FIG.
FIG. 8 is a diagram output to the display in the first embodiment
FIG. 9 is an operation flowchart of offline processing of the data collating apparatus according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a diagram showing coordinates of facial feature points input by a user in the second embodiment
FIG. 11 is an operation flowchart of online processing of the data collating apparatus according to the second embodiment;
FIG. 12 is an operation flowchart of offline processing of the data collating apparatus according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 13 is an operation flowchart of online processing of the data collating apparatus according to the third embodiment;
FIG. 14 is an operation flowchart of offline processing of the vehicle image matching device according to the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a diagram illustrating coordinates of feature points of a vehicle image input by a user in the fourth embodiment.
FIG. 16 is an operation flow diagram of online processing of the vehicle image matching device according to the fourth embodiment;
FIG. 17 is a diagram output to the display in the fourth embodiment
FIG. 18 is an operation flowchart of offline processing of the data collating apparatus according to the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 19 is an operation flowchart of online processing of the data collating apparatus according to the fifth embodiment;
FIG. 20 is a diagram showing a learning unit according to the fifth embodiment;
FIG. 21 is an operation flowchart of offline processing of the data collating apparatus according to the sixth embodiment of the present invention;
FIG. 22 is an operation flowchart of online processing of the data collating apparatus according to the sixth embodiment;
FIG. 23 is an operation flowchart of offline processing of the data collating apparatus according to the seventh embodiment of the present invention;
FIG. 24 is an operation flow diagram of online processing of the data collating apparatus according to the seventh embodiment;
FIG. 25 is an operation flow diagram of online processing of the vehicle image matching device according to the eighth embodiment;
FIG. 26 is an operation flowchart of a conventional facial feature extraction method.
FIG. 27 shows an eye template
FIG. 28 is a diagram showing search by template.
[Explanation of symbols]
101 Image input unit
102 Parameter input section
103 Learning Department
104 Correlation information database
105 Parameter estimation unit
106 Image database
107 Verification unit
108 Output section
201 Second teaching vector calculation unit
202 1st teaching vector calculation part
203a, 203b Average vector calculator
204 Cross correlation information calculator
205 Autocorrelation information calculator
206 Feature extraction matrix calculator
301 Vector calculator
302 Parameter calculator
303 Template matching section
401 Distribution element calculator
1302 Verification area
Claims (32)
前記顔画像パラメタ推定手段は、前記顔画像要素分布毎に属する前記顔画像自己相関情報および前記顔画像相互相関情報を用いて前記照合対象顔画像の前記特徴点を推定することを特徴とする請求項31記載のデータ照合装置。 The face image parameter estimation means estimates the feature points of the face image to be collated using the face image autocorrelation information and the face image cross-correlation information belonging to each face image element distribution. Item 32. The data verification device according to Item 31.
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